DSP芯片定义

DSP芯片主要特点

DSP芯片的优缺点(优点： 缺点：)

DSP芯片的分类

DSP芯片的选择

DSP芯片的应用

DSP系统构成

DSP芯片定义

DSP芯片，也称数字信号处理器， 是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。

DSP芯片主要特点

根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下的一些主要特点：

（1） 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。

（2） 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。

（3） 片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。

（4） 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。

（5） 快速的中断处理和硬件I/O支持。

（6） 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。

（7） 可以并行执行多个操作。

（8） 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。

DSP芯片的优缺点

优点：

大规模集成性

稳定性好，精度高

可编程性

高速性能

可嵌入性

接口和集成方便

缺点：

成本较高

高频时钟的高频干扰

功率消耗较大等

DSP芯片的分类

DSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。

1．按基础特性分

这是根据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。如果在某时钟频率范围内的任何时钟频率上，DSP芯片都能正常工作，除计算速度有变化外，没有性能的下降，这类DSP芯片一般称为静态DSP芯片。例如，日本OKI 电气公司的DSP芯片、TI公司的TMS320C2XX系列芯片属于这一类。

如果有两种或两种以上的DSP芯片，它们的指令集和相应的机器代码机管脚结构相互兼容，则这类DSP芯片称为一致性DSP芯片。例如，美国TI公司的TMS320C54X就属于这一类。

2．按数据格式分

这是根据DSP芯片工作的数据格式来分类的。数据以定点格式工作的DSP芯片称为定点DSP芯片，如TI公司的TMS320C1X/C2X、TMS320C2XX/C5X、TMS320C54X/C62XX系列，AD公司的ADSP21XX系列，AT&T公司的DSP16/16A，Motolora公司的MC56000等。以浮点格式工作的称为浮点DSP芯片，如TI公司的TMS320C3X/C4X/C8X，AD公司的ADSP21XXX系列，AT&T公司的DSP32/32C，Motolora公司的MC96002等。

不同浮点DSP芯片所采用的浮点格式不完全一样，有的DSP芯片采用自定义的浮点格式，如TMS320C3X，而有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式，如Motorola公司的MC96002、FUJITSU公司的MB86232和ZORAN公司的ZR35325等。

3．按用途分

按照DSP的用途来分，可分为通用型DSP芯片和专用型DSP芯片。通用型DSP芯片适合普通的DSP应用，如TI公司的一系列DSP芯片属于通用型DSP芯片。专用DSP芯片是为特定的DSP运算而设计的，更适合特殊的运算，如数字滤波、卷积和FFT，如Motorola公司的DSP56200，Zoran公司的ZR34881，Inmos公司的IMSA100等就属于专用型DSP芯片。

DSP芯片的选择

· DSP芯片的运算速度

· 指令周期：即执行一条指令所需的时间

· TMS320VC5402－100，100MHz，10ns

· MAC时间：即一次乘法加上一次加法的时间

· 大部分DSP芯片在一个指令周期完成

· FFT执行时间：即运行一个N点FFT程序所需的时间

· 衡量DSP运算能力的一个指标

· MIPS：即每秒执行百万条指令 ， TMS320VC5402－100，100MIPS

· MOPS：即每秒执行百万次操作

· MFLOPS：即每秒执行百万次浮点操作

· BOPS：即每秒执行十亿次操作

· DSP芯片的价格

· DSP芯片的硬件资源

· 片内RAM，ROM，外扩空间，I/O接口…

· DSP芯片的运算精度 ，一般16，有些24

· DSP芯片的开发工具

· DSP芯片的功耗

· 其他：选择DSP芯片还应考虑到封装的形式（DIP、PGA、PLCC、PQFP）、质量标准、供货情况、生命周期等

DSP芯片的应用

1.信号处理

2.图像处理

3.仪器

4.声音语言

5.控制

6.军事

7.通讯

8.医疗

9.家用电器

DSP系统构成