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�(shù)字信號處理器
閱讀�7019時間�2010-12-27 11:00:44

  �(shù)字信號處理器(digital signal processor),也叫DSP芯片,是一種特別適合于進行�(shù)字信號處理運算的微處理器具,其主機應用是實時快速地實現(xiàn)各種�(shù)字信號處理算��

特點

  1、采用哈佛結(jié)�(gòu),分開的程序存儲器和�(shù)�(jù)存儲��

  2、用于單指令流多�(shù)�(jù)流(SIMD)作�(yè)的特殊指令集�

  3、可進行并行處理,但不支援多任務�

  4、用於宿主環(huán)境時可作為直接存儲器訪問(DMA )設備運�.

  5、從模數(shù)�(zhuǎn)換器(ADC)獲得數(shù)�(jù),最終輸出的是由�(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換為模擬信號的數(shù)�(jù)�

特征

  最基本的特征是�

  1)能夠在一個指令周期內(nèi)實現(xiàn)一次或多次乘法累加(MAC)運�。所�,在DSP中集成了多個乘法累加運算單�,可以進行并行乘法累加運算�

  2)能夠在一個指令周期內(nèi)完成對存儲器的多次讀�。所�,在DSP中集成了多個片�(nèi)總線和多端口片內(nèi)存儲��

  3)為了加快處理器中的運算,在DSP中集成了多個地址�(chǎn)生單元,以支持循�(huán)尋址和位翻轉(zhuǎn)尋址�

  4)處理器中的運算大多是重復的運算,為了方便使�,大部分DSP都支持這種重復運算,而不用額外編寫重復運算的指令�

  5)大部分DSP都提供多個串行或并行I/O接口,以及特別I/O接口來處理特殊的�(shù)�(jù),以降低成本和提高輸�/輸入性能�

選擇

  根椐資料的介紹,�(shù)字信號處理器的選擇有以下幾條原則,綜述如下:

  1)算法格式 定點算法動態(tài)范圍較小,如16位的定點算法,動�(tài)范圍只有96dB,容易出�(xiàn)溢出問題,但是成本低,功耗低。所以大多數(shù)的數(shù)字信號處理器都是定點�,約�67%。浮點算法動�(tài)范圍較大,如32位的浮點算法,動�(tài)范圍�1536dB,處理速度大大高于定點�,總線寬度也比定點的�,容易編�,但是成本較高,功耗也較大。浮點數(shù)字信號處理器大都用在�(chǎn)品上�

  2)數(shù)�(jù)寬度 所有的浮點DSP都是32位寬度的,而定點DSP大多�(shù)�16位寬度的,也�24位的,如Motorola的DSP563xx系列;而Zoran 公司的ZR3800系列,則�20位的。數(shù)�(jù)寬度直接影響到DSP芯片的大小、封裝管腳的�(shù)量和外圍存儲器的容量,因此也直接影響到DSP的成��

  3)速度 速度是選用DSP最重要的考慮因素。DSP的速度通常是指令周期的時間,也有指進行核心功能如FIR� IIR濾波器的運算時間。有些DSP采用特大指令字組(VLIW)的�(jié)�(gòu),在一個周期內(nèi)可執(zhí)行多條指�。它和時鐘的工作頻率有密切關系�

  4)存儲器�(jié)�(gòu) 存儲器結(jié)�(gòu),包括總線結(jié)�(gòu)對DSP的性能有很大的影響。一方面,在進行運算時如何讀取數(shù)�(jù)和指�,不同的方法有不同的速度。在一個指令周期內(nèi)讀取一條指令和兩條�(shù)�(jù)以便進行快速MAC運算。這種�(jié)�(gòu)可以是多端口存儲�、指令和�(shù)�(jù)分離存儲器或指令緩沖�。另一方面,存儲器�(jié)�(gòu)也包括片�(nèi)和片外支持的存儲器的大小。大多數(shù)定點DSP瞄準嵌入式系�(tǒng)市場,因此它的存儲器較小。而一些浮點DSP雖然片內(nèi)存儲器很�,但是需要很大外圍的存儲�,如TI公司的TMS320C30�

  5)功耗 很多DSP用在手提式設備中,如手機、PDA、手提式聲音播放機等。功耗是這些�(chǎn)品主要考慮的一個問題。很多處理器供應商降低工作電�,比�3.3V�2.5V� 1.8V, 同時增加電源電壓管理功能,比如增�"睡眠模式,在不用時切斷大部分電源和不用的外圍設備,以降低能量消��

  6)編程容易 DSP的應用對象主要是工程技術人員和工程�。早期的�(shù)字信號處理器使用匯編語言來編程,后來的產(chǎn)品可以用C語言來編�,但是要�(jīng)過C編譯器編譯成匯編語言源程�,進行�(yōu)化,以減少運算時�。數(shù)字信號處理器供應商一般都提供開發(fā)工具。但是不同公司的DSP�(chǎn)品在軟件編程方面有很大不同。所以用戶應該選用自己比較熟悉的開發(fā)工具。這些工具包括軟件工具,如匯編語言程序、連接�、仿真器、調(diào)試器、編譯器、代碼庫、實時操作系�(tǒng)�; 硬件工具如開�(fā)板、仿真器�。一般來講,語言編譯器較適用于浮點處理器�

  7)性能價格比 成本在大量生�(chǎn)時也是一個重要的考慮因素。器件封裝對芯片的成本也有影響,柵格陣列(PGA)封裝比塑料封裝PQFP和TQEP要貴�

  8)是否支持多處理器 在要求運算速度特別快的地方,可以應用多個處理器并行工作。這時,各個處理器的內(nèi)部連接可能是一個重要的問題。Analog Devices公司的ADSP-2106x提供特殊用途的硬件,有雙向地址總線和數(shù)�(jù)總線,和六條雙向總線相配�,很容易把多達六個處理器通過共同的外部總線連接成一個系�(tǒng)�

技術參�(shù)

  TMS320VC5402-100

  CPU                                                      1 C54x

  Peak MMACS                                         100

  Frequency(MHz)                                    100

  RAM                                                       32 KB

  ROM                                                       8 KB

  EMIF                                                     1 16-Bit

  External Memory Type Supported         Async

  DMA                                                       1 6-Ch Ext DMA

  HPI                                                        1 8-Bit HPI

  McBSP                                                    2

  Timers                                                    2 16-Bit GP

  Boot Loader Available                             YES

  Core Supply (Volts)                                1.8 V

  IO Supply (Volts)                                    3.3 V

  Operating Temperature Range (°C)        -40 to 100

  Rating                                                     Catalog

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