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[行业技术文章]什么是DSP?
更新时间:2014-09-17 发布:www.1024sj.com
DSP与DSP芯片

数字旌旗灯号处置(DigitalSignalProcessing,简称DSP)是一门触及许多学科而又普遍运用于许多领域的新兴学科。20世纪60年月以来,随着计较机和信息技术的飞速成长,数字旌旗灯号处置技术应运而生并获得迅速的成长。在曩昔的二十多年时间里,数字旌旗灯号处置已在通讯等领域获得极为普遍的运用。

数字旌旗灯号处置是哄骗计较机或用处置装备,以数字形式对旌旗灯号进行收集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处置,以获得合适人们需要的旌旗灯号形式。

数字旌旗灯号处置是围绕着数字旌旗灯号处置的理论、实现和运用等几个方面成长起来的。数字旌旗灯号处置在理论上的成长推动了数字旌旗灯号处置运用的成长。反过来,数字旌旗灯号处置的运用又促进了数字旌旗灯号处置理论的提高。而数字旌旗灯号处置的实现则是理论和运用之间的桥梁。

数字旌旗灯号处置是以众多学科为理论根蒂根基的,它所触及的范围极为普遍。例如,在数学领域,微积分、几率统计、随机进程、数值分析等都是数字旌旗灯号处置的基本工具,与网络理论、旌旗灯号与系统、控制论、通讯理论、故障诊断等也紧密亲密相关。近来新兴的一些学科,如人工智能、模式识别、神经网络等,都与数字旌旗灯号处置密不成分。可以说,数字旌旗灯号处置是把许多经典的理论系统作为自己的理论根蒂根基,同时又使自己成为一系列新兴学科的理论根蒂根基。

上个单片DSP芯片应当是1978年AMI公司发布的S2811,1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个主要里程碑。这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必需有的单周期乘法器。1980年,日本NEC公司推出的μPD7720是个具有乘法器的商用DSP芯片。
在这以后,成功的DSP芯片当数美国德州仪器公司(TexasInstruments,简称TI)的一系列产物。TI公司在1982年成功推出其代DSP芯片TMS32010及其系列产物TMS32011、TMS320C10/C14/C15/C16/C17等,以后相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28,第三代DSP芯片TMS320C30/C31/C32,第四代DSP芯片TMS320C40/C44,第五代DSP芯片TMS320C5X/C54X,第二代DSP芯片的改良型TMS320C2XX,集多片DSP芯片于一体的高性能DSP芯片TMS320C8X和今朝速度快的第六代DSP芯片TMS320C62X/C67X等。TI将经常使用的DSP芯片回纳为三年夜系列,即:TMS320C2000系列(包括TMS320C2X/C2XX)、TMS320C5000系列(包括TMS320C5X/C54X/C55X)、TMS320C6000系列(TMS320C62X/C67X)。

现在,TI公司的一系列DSP产物已成为现今上有影响的DSP芯片。TI公司同样成为上年夜的DSP芯片供给商,其DSP市场份额占份额近50%。

自1980年以来,DSP芯片获得了突飞猛进的成长,DSP芯片的运用越来越普遍。从运算速度来看,MAC(一次乘法和一次加法)时间已从80年月初的400ns(如TMS32010)下降到40ns(如TMS32C40),处置能力提高了10多倍。DSP芯片内部要害的乘法器部件从1980年的占模区的40左右下降到5以下,片内RAM增加一个数目级以上。从制造工艺来看,1980年采用4μ的N沟道MOS工艺,而现在则普遍采用亚微米CMOS工艺。DSP芯片的引脚数目从1980年的多64个增加到现在的200个以上,引脚数目的增加,意味着结构灵活性的增加。此外,DSP芯片的成长,是DSP系统的成本、体积、重和功耗都有很年夜水平的下降。
DSP芯片的分类

DSP的芯片可以依照以下的三种方式进行分类。

1、按根蒂根基特征分
这是凭据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。假设DSP芯片在某时钟频率范围内的任何频率上能正常工作,除计较速度有变化外,没有性能的下降,这类DSP芯片一般称之为静态DSP芯片。
假设有两种或两种以上的DSP芯片,它们的指令集和响应的机械代码机管脚结构相互兼容,则这类DSP芯片称之为一致性的DSP芯片。

2、按数据花式分
这是凭据DSP芯片工作的数据花式来分类的。数据以定点花式工作的DSP芯片称之为定点DSP芯片。以浮点花式工作的称为DSP芯片。分歧的浮点DSP芯片所采用的浮点花式不完全一样,有的DSP芯片采用自界说的浮点花式,有的DSP芯片则采用IEEE的尺度浮点花式。

3、按用途分
依照DSP芯片的用途来分,可分为通用型DSP芯片和用型的DSP芯片。通用型DSP芯片适合普通的DSP运用,如TI公司的一系列DSP芯片。用型DSP芯片市为特定的DSP运算而设计,更适合非凡的运算,如数字滤波,卷积和FFT等。
DSP芯片的选择

设计DSP运用系统,选择DSP芯片时很是重要的一个环节。只有选定了DSP芯片才能进一步设计外围电路集系统的其它电路。总的来说,DSP芯片的选择应凭据现实的运用系统需要而肯定。一般来说,选择DSP芯片时斟酌以下诸多身分。

1.DSP芯片的运算速度。运算速度是DSP芯片的一个重要的性能指标,也是选择DSP芯片时所需要斟酌的一个主要身分。DSP芯片的运算速度可以用以下几种性能指标来衡:
(1)指令周期。就是执行一条指令所需要的时间,凡是以ns为单元。
(2)MAC时间。即一次乘法加上一次加法的时间。
(3)FFT执行时间。即运行一个N点FFT法式所需的时间。
(4)MIPS。即每秒执行百万条指令。
(5)MOPS。即每秒执行百万次操作。
(6)MFLOPS。即每秒执行百万次浮点操作。
(7)BOPS。即每秒执行十亿次操作。

2.DSP芯片的价格。凭据一个价格现实的运用情况,肯定一个价格适中的DSP芯片。

3.DSP芯片的硬件资本。

4.DSP芯片的运算速度。

5.DSP芯片的开发工具。

6.DSP芯片的功耗。

7.其它的身分,如封装的形式、尺度、生命周期等。

DSP运用系统的运算是肯定选用处置能力多年夜的DSP芯片的根蒂根基。那末若何肯定DSP系统的运算以选择DSP芯片呢?

1.按样点处置
按样点处置就是DSP算法对每个输进样点轮回一次。例如;一个采用LMS算法的256抽头德的自顺应FIR滤波器,假定每一个抽头的计较需要3个MAC周期,则256抽头计较需要256*3=768个MAC周期。假设采样频率为8KHz,即样点之间的距离为125μs的时间,DSP芯片的MAC周期为200μs,则768个周期需要153.6μs的时间,显然没法实时处置,需要选用速度更快的芯片。

2.按帧处置
有些数字旌旗灯号处置算法不是每一个输进样点轮回一次,而是每隔一定的时间距离(凡是称为帧)轮回一次。所以选择DSP芯片应当比力一帧内DSP芯片的处置能力和DSP算法的运算。假设DSP芯片的指令周期为P(ns),一帧的时间为⊿τ(ns),则该DSP芯片在一帧内所提供的年夜运算为⊿τ/P条指令。
DSP芯片的基本结构

DSP芯片的基本结构包括:
(1)哈佛结构;
(2)流水线操作;
(3)用的硬件乘法器;
(4)非凡的DSP指令;
(5)快速的指令周期。
哈佛结构
哈佛结构的主要特点是将法式和数据存储在分歧的存储空间中,即法式存储器和数据存储器是两个相互自力的存储器,每一个存储器自力编址,自力会见。与两个存储器相对应的是系统中设置了法式总线和数据总线,从而使数据的吞吐率提高了一倍。由于法式和存储器在两个分隔的空间中,是以取指和执行能完全堆叠。
流水线与哈佛结构相关,DSP芯片普遍采用流水线以削减指令执行的时间,从而增强了处置器的处置能力。处置器可以并行处置二到四条指令,每条指令处于流水线的分歧阶段。
用的硬件乘法器
乘法速度越快,DSP处置器的性能越高。由于具有用的运用乘法器,乘法可在一个指令周期内完成。
非凡的DSP指令DSP芯片是采用非凡的指令。
快速的指令周期哈佛结构、流水线操作、用的硬件乘法器、非凡的DSP指令再加上集成电路的化设计可以使DSP芯片的指令周期在200ns以下。
DSP系统的特点
数字旌旗灯号处置系统是以数字旌旗灯号处置为根蒂根基,是以具有数字处置的全数特点:

接口利便:
DSP系统与其它以现代数字技术为根蒂根基的系统或装备都是相互兼容,这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些系统接口要轻易的多。

编程利便:
DSP系统种的可编程DSP芯片可以使设计人员在开发进程中灵活利便地对软件进行修改和升级。

稳定性好:
DSP系统以数字处置为根蒂根基,受情况温度和噪声的影响较小,靠得住性高。

精度高:
16位数字系统可以到达的精度。

可重复性好:
模拟系统的性能受元器件参数性能变化比力年夜,而数字系统基本上不受影响,是以数字系统便于测试,调试和年夜规模生产。

集成利便:
DSP系统中的数字部件有高度的规范性,便于年夜规模集成。
DSP芯片的运用

自从DSP芯片诞生以来,DSP芯片获得了飞速的成长。DSP芯片高速成长,一方面得益于集成电路的成长,另外一方面也得益于庞大的市场。在短短的十多年时间,DSP芯片已在旌旗灯号处置、通讯、雷达等许多领域获得普遍的运用。今朝,DSP芯片的价格也越来越低,性能价格比日益提高,具有庞大的运用潜力。DSP芯片的运用主要有:
(1)旌旗灯号处置--如,数字滤波、自顺应滤波、快速傅里叶变换、相关运算、频谱分析、卷积等。
(2)通讯--如,调制解调器、自顺应平衡、数据加密、数据压缩、回坡抵消、多路复用、传真、扩频通讯、纠错编码、波形发生等。
(3)语音--如语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、措辞人识别、措辞人确认、语音邮件、语音贮存等。
(4)图像/图形--如二维和三维图形处置、图像压缩与传输、图像增强、动画、机械人视觉等。
(5)军事--如保密通讯、雷达处置、声纳处置、导航等。
(6)仪器仪表--如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处置等。
(7)自动控制--如引擎控制、深空、自动驾驶、机械人控制、磁盘控制。
(8)医疗--如助听、超声装备、诊断工具、病人监护等。
(9)家用电器--如高保真音响、音乐合成、音调控制、玩具与游戏、数字电话/电视等
DSP处置器与通用处置器的比力

1对密集的乘法运算的支持

GPP不是设计来做密集乘法使命的,即使是一些现代的GPP,也要求多个指令周期来做一次乘法。而DSP处置器使用门的硬件来实现单周期乘法。DSP处置器还增加了累加器寄存器来处置多个乘积的和。累加器寄存器凡是比其他寄存器宽,增加称为成效bits的额外bits来避免溢出。
同时,为了充实体现门的乘法-累加硬件的益处,几近所有的DSP的指令集都包括有显式的MAC指令。

2存储器结构
传统上,GPP使用冯.诺依曼存储器结构。这类结构中,只有一个存储器空间经由过程一组总线(一个地址总线和一个数据总线)毗连处处理器核。凡是,做一次乘法会发生4次存储器会见,用失落至少四个指令周期。
年夜大都DSP采用了哈佛结构,将存储器空间划分成两个,划分存储法式和数据。它们有两组总线毗连处处理器核,答理同时对它们进行会见。这类放置将处置器存贮器的带宽加倍,更重要的是同时为处置器核提供数据与指令。在这类结构下,DSP得以实现单周期的MAC指令。
还有一个问题,即现在典型的高性能GPP现实上已包括两个片内高速缓存,一个是数据,一个是指令,它们直接毗连处处理器核,以加速运行时的会见速度。从物理上说,这类片内的双存储器和总线的结构几近与哈佛结构的一样了。然而从逻辑上说,两者仍是有重要的区分。
GPP使用控制逻辑来决议哪些数据和指令字存储在片内的高速缓存里,其法式员其实不加以指定(也可能基本不知道)。与此相反,DSP使用多个片内存储器和多组总线来保证每一个指令周期内存储器的屡次会见。在使用DSP时,法式员要明确地控制哪些数据和指令要存储在片内存储器中。法式员在写法式时,必需保证处置器能够有用地使用其双总线。
此外,DSP处置器几近都不具有数据高速缓存。这是由于DSP的典型数据是数据流。也就是说,DSP处置器对每一个数据样本做计较后,就抛弃了,几近不再重复使用。

3零开销轮回
假设领会到DSP算法的一个配合的特点,即年夜大都的处置时间是花在执行较小的轮回上,也就轻易理解,为什么年夜大都的DSP都有门的硬件,用于零开销轮回。所谓零开销轮回是指处置器在执行轮回时,不用花时间往检查轮回计数器的值、条件转移到轮回的顶部、将轮回计数器减1。
与此相反,GPP的轮回使用软件来实现。某些高性能的GPP使用转移预告硬件,几近到达与硬件支持的零开销轮回一样的效果。

4定点计较
年夜大都DSP使用定点计较,而不是使用浮点。虽然DSP的运用必需十分注重数字的切确,用浮点来做应当轻易的多,可是对DSP来说,廉价也长短常重要的。定点机械比起响应的浮点机械来要廉价(而且更快)。为了不使用浮点机械而又保证数字的准确,DSP处置器在指令集和硬件方面都支持饱和计较、舍进和移位。

5门的寻址方式
DSP处置器往往都支持门的寻址模式,它们对凡是的旌旗灯号处置操作和算法是很有用的。例如,模块(轮回)寻址(对实现数字滤波器延时线很有用)、位倒序寻址(对FFT很有用)。这些很是门的寻址模式在GPP中是不常使用的,只有用软件来实现。

6执行时间的猜想
年夜大都的DSP运用(如蜂窝电话和调制解调器)都是严酷的实时运用,所有的处置必需在指定的时间内完成。这就要求法式员准确地肯定每一个样本需要几多处置时间,或,至少要知道,在坏的情况下,需要几多时间。
假设筹算用低成本的GPP往完成实时旌旗灯号处置的使命,执行时间的猜想年夜概不会成为什么问题,应为低成本GPP具有相对直接的结构,比力轻易猜想执行时间。然而,年夜大都实时DSP运用所要求的处置能力是低成本GPP所不能提供的。
这时候候,DSP对高性能GPP的势在于,即使是使用了高速缓存的DSP,哪些指令会放进往也是由法式员(而不是处置器)来决议的,是以很轻易判定指令是从高速缓存仍是从存储器中读取。DSP一般不使用动态特征,如转移猜想和推理执行等。是以,由一段给定的代码来猜想所要求的执行时间是完全直截了当的。从而使法式员得以肯定芯片的性能限制。

7定点DSP指令集
定点DSP指令集是按两个方针来设计的:
使处置器能够在每一个指令周期内完成多个操作,从而提高每一个指令周期的计较效率。
将存贮DSP法式的存储器空间减到小(由于存储器对整个系统的成本影响甚年夜,该问题在对成本敏感的DSP运用中尤其重要)。
为了实现这些方针,DSP处置器的指令集凡是都答理法式员在一个指令内说明若干个并行的操作。例如,在一条指令包括了MAC操作,即同时的一个或两个数据移动。在典型的例子里,一条指令就包括了计较FIR滤波器的一节所需要的所有操作。这类高效率支出的价格是,其指令集既不直观,也不轻易使用(与GPP的指令集相比)。
GPP的法式凡是其实不在意处置器的指令集是否轻易使用,由于他们一般使用象C或C 等语言。而对于DSP的法式员来说,不幸的是主要的DSP运用法式都是用汇编语言写的(至少部门是汇编语言化的)。这里有两个理由:首先,年夜大都普遍使用的语言,例如C,其实不适合于描写典型的DSP算法。其次,DSP结构的复杂性,如多存储器空间、多总线、不划定规矩的指令集、高度门化的硬件等,使得难于为其编写高效率的编译器。
即使用编译器将C源代码编译成为DSP的汇编代码,化的使命依然很重。典型的DSP运用都具有年夜计较的要求,并有严酷的开销限制,使得法式的化必不成少(至少是对法式的要害部门)。是以,斟酌选用DSP的一个要害身分是,是否存在足够的能够较好地顺应DSP处置器指令集的法式员。

8开发工具的要求
由于DSP运用要求高度化的代码,年夜大都DSP厂商都提供一些开发工具,以扶助法式员完成其化工作。例如,年夜大都厂商都提供处置器的仿真工具,以准确地仿真每一个指令周期内处置器的勾当。不管对于确保实时操作仍是代码的化,这些都是很有用的工具。
GPP厂商凡是其实不提供这样的工具,主要是由于GPP法式员凡是其实不需要具体到这一层的信息。GPP缺少切确到指令周期的仿真工具,是DSP运用所面临的的年夜问题:由于几近不成能猜想高性能GPP对于给定使命所需要的周期数,从而没法说明若何往改善代码的性能。

微处置器(Microprocessor)的分类

通用处置器(GPP)

采用冯.诺依曼结构,法式和数据的存储空间合二而一
8-bitApple(6502),NECPC-8000(Z80)
8086/286/386/486/Pentium/PentiumII/PentiumIII
PowerPc64-bitCPU(SUNSparc,DECAlpha,HP)
CISC复杂指令计较机,RISC精简指令计较机
接纳各类方式提高计较速度,提高时钟频率,高速总线,多级Cashe,协处置器等

SingleChipComputer/MicroControllerUnit(MCU)

除开通用CPU所具有的ALU和CU,还有存储器(RAM/ROM)寄存器,时钟,计数器,按时器,串/并口,有的还有A/D,D/A
INTELMCS/48/51/96(98)
MOTOROLAHCS05/011

DSP

采用哈佛结构,法式和数据分隔存储
采用一系列措施保证数字旌旗灯号的处置速度,如对FFT的门化


MCU与DSP的简单比力

MCUDSP
低档低档
指令周期(ns)60040505
乘加时间(ns)190080505
US$/MIPS1.50.50.150.1

飞速成长的数字旌旗灯号处置器
  由于超年夜规模集成电路技术的迅猛成长,曩昔二十年中,数字旌旗灯号处置技术,即DSP(DigitalSignalProcessor)技术也获得了突飞猛进的成长,这类成长趋向在从此十年内仍将连结下往。据半导体商统计组织发布的统计与猜想陈述,2001~2006年可编程DSP市场的预期增加率为27.2。预期2006年DSP市场将到达141.9亿美元,且增加率是逐年递增的,2005年的增加率预期为34。到2010年,DSP芯片的集成度将会提高11倍,单个芯片上将会集成5亿只晶体管。今朝DSP的生产工艺正在由0.35μm转向0.25μm、0.18μm、0.13μm,到2005年可能到达0.075μm。
  集成度的提高使得硅片的面积进一步缩小,从而致使DSP芯片成本下降,价格下降。价格下降促使需求的上升和运用领域的扩大。DSP已从军用转向平易近用,在计较机、通讯、消费类电子产物方面即所谓3C领域获得了普遍的运用。DSP在通讯领域运用多,占72,计较机占3,消费类、办公自动化各占2,从趋向上看,工(非凡是变频机电控制)中的运用,和消费类产物中运用的份额会有所上升。
  在通讯领域,DSP产物涵盖了从3G无线基站到无线局域网的普遍运用,数字化电视也离不开DSP。DSP在语言处置中的运用也是众所周知的,包括语言的压缩与解压,语言的合成,语言的识别等。
  计较机的硬盘驱动器在使用DSP技术以后可年夜年夜提高存取速度,提高容和缩小体积,以致于从此有可能用于掌上电脑。在PC机中,DSP可加速图形处置功能。以后的PC机,可能每台PC中含有不只一颗DSP芯片。在计较机外设中,激光打印机、扫描仪、光盘机等需要年夜数据传输的装备,都有可能用到DSP技术。
  DSP技术成长的另外一趋向是速度更快,功耗更低,DSP片外的速度能到达几十兆赫已近于极限,为了下降系统的噪声,提高系统抗干扰能力,片外时钟有进一步下降的趋向,即外部使用几兆赫的振荡器就够了,而片内则用压控振荡器加锁相环的技术,把片内时钟速度提高到100MHz、200MHz甚至更高,会有更多的DSP片内时钟到达1GHz。预期到2010年,同类水平的DSP的功耗将降到原来的1/3。
DSP与CPU
  假设用普通计较机中的CPU来处置算法,做乘法和加法都要挪用响应的乘法、加法函数,假设是浮点数运算,凡是CPU需要将浮点运算交给协处置处置,虽然协处置器的浮点运算速度可能很快,但加上CPU将输进参数传出,再将运算成效取回的时间,会显得速度很慢;做轮回时,要有轮回变,每次轮回变加1后再判定是否已轮回了n次,这一进程是比力慢的。
  而DSP则在硬件设计上针对这类计较接纳了一些怪异的设计,以求快的运算速度,以致于趋于模拟电路的延迟时间。
  DSP能在一个时钟周期内完成乘法和加法运算,并能并行地同时将下面运算要用到的两个参数传进响应的运算用寄存器。在乘法及乘加指令的执行方式上,DSP的小数乘法在算法上分定点算法DSP与浮点算法DSP。在定点类DSP中,小数点的位置是固定的,非论定点的DSP仍是浮点的DSP,乘法器都是用硬件逻辑完成的,乘法可以在一个指令周期内完成。
  在轮回方面,DSP有诸如重复n次(Repeatn),或轮回n次(DOLoopn)等指令,使DSP能迅速完成n次轮回,而没必要每次都检查是否是已轮回n次了。这就是DSP在做数字旌旗灯号处置方面的势与独到的地方。也是DSP区分于CPU的地方。
  DSP与CPU在结构方面的另外一区分是,DSP往往采用哈佛结构,而传统的CPU多为冯.诺曼结构(VonNeuman)。冯.诺曼结构指的是将法式与数据统一编址,不区分存储器的法式空间和数据空间。而哈佛结构指将法式空间与数据空间分隔编址,这样在DSP处置数据空间运算与数据传输的同时可以并行地从法式空间读取下一条指令。采用哈佛结构,将法式空间与数据空间分隔编址的益处是速度快,读法式和读写数据可以同时进行。
  DSP在内核设计方面还有一个特点是采用多重流水线结构,流水线结构的条理深度可以从3级到6级。法式的执行进程年夜致可分为读指令、指令译码、指令执行等几个阶段。DSP在个时钟周期内读条指令,在第二个周期译码条指令同时在第二个周期内读进第二条指令,在第三个时钟周期内执行条指令,译码第二条指令,同时读进第三条指令,这样虽然执行一条指令仍需要三个周期,可是由于并行的流水线处置,看起来似乎每条指令都是在一个周期内完成的,这就是流水线结构。
DSP的特点
DSP在系统结构上与通用微处置器有很年夜的区分。下面是几个要害的分歧点:
单周期指令:年夜大都DSP都拥有流水结构,它可以在一个时钟周期内执行一条语句。
快速乘法器:旌旗灯号处置算法往往年夜用到乘加(multiply-accumulate,MAC)运算。DSP有用的硬件乘法器,它可以在一个时钟周期内完成MAC运算。硬件乘法器占用了DSP芯片面积的很年夜一部门。(与之相反,通用微处置器采用一种较慢的、迭代的乘法技术,它可以在多个时钟周期内完成一次乘法运算,可是占用了较少了硅片资本)。
多总线:DSP有分隔的代码和数据总线(一般用术语“哈佛结构”暗示),这样在统一个时钟周期内可以进行屡次存储器会见——这是由于数据总线也往往有好几组。有了这类系统结构,DSP就能够在单个时钟周期内掏出一条指令和一个或两个(或更多)的操作数。
地址发生器:DSP有用的硬件地址发生单元,这样它可以支持许多旌旗灯号处置算法所要求的特定数据地址模式。这包括前(后)增(减)、环状数据缓冲的模地址和FFT的比特颠倒地址。地址发生器单元与主ALU和乘法器并行工作,这就进一步增加了DSP可以在一个时钟周期内可以完成的工作。
硬件辅助轮回:旌旗灯号处置算法经常需要执行慎密的指令轮回。对硬件辅助轮回的支持,可以让DSP高效的轮回执行代码块而无需让流水线停转或让软件来测试轮回终止条件。
数据花式:除尺度的整数型花式外,DSP一般支持定点和(或)浮点数。对数据花式和精度的选择取决于运用法式所需,例如:
16位定点DSP可以知足语音旌旗灯号处置和控制所需
24位和32位定点DSP可以知足高音频旌旗灯号处置所需
32位浮点DSP可以知足图形和图像处置所需
DSP的特点:
DSP处置器采用哈佛结构和改良的哈佛结构。
哈佛结构就是将法式代码和数据的存储空间分隔,各有自己的地址和数据总线。之所以采用哈佛结构,是为了并行进行指令和数据处置,从而可以年夜年夜地提高运算的速度。为了进一步提高旌旗灯号处置的效率,在哈佛结构的根蒂根基上,又加以改善。使得法式代码和数据存储空间之间可以进行数据的传输,称为改善的哈佛结构。
采用流水技术。
流水技术是将各指令的各个步骤堆叠起来执行。DSP处置器所采用的将法式存储空和数据存储空间的地址与数据总线分隔的哈佛结构,为采用流水技术提供了很年夜的利便。
为了提高DSP处置器的运算速度,它们无破例地设置了硬件乘法器,和MAC(乘而且累加)一类的指令。
DSP处置器都为DMA零丁设置了完全自力的总线和控制器,这是和通用的CPU很不不异,其目的是在进行数据传输是完全不影响CPU及其相关总线的工作。
在DSP处置器中,设置了门的数据地址发生器来发生所需的数据地址。数据地址的发生与CPU的工作是并行的,从而节省CPU的时间,提高旌旗灯号的处置速度。
DSP处置器为了自身工作的需要和外部情况的协调工作。往往都设置了丰硕的外设。如时钟发生器。按时器等。
定点DSP处置器和浮点DSP处置器。定点DSP中经常要斟酌溢出问题,在浮点DSP基本上可以不斟酌。与定点DSP处置器相比,浮点DSP处置器的速度更快,尤其是作浮点运算。在实时性要求很到的场所。往往斟酌浮点DSP处置器。而浮点DSP处置器的价格比力高,开举事度更年夜。
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