1 什么是DSP芯片
DSP芯片,也稱(chēng)數字信號處理器,是一種具有特殊結構的微處理器。DSP芯片的內部采用程序和數據分開(kāi)的哈佛結構,具有專(zhuān)門(mén)的硬件乘法器,廣泛采用流水線(xiàn)操作,提供特殊的DSP 指令,可以用來(lái)快速地實(shí)現各種數字信號處理算法。根據數字信號處理的要求,DSP芯片一般具有如下的一些主要特點(diǎn):
(1) 在一個(gè)指令周期內可完成一次乘法和一次加法。
(2) 程序和數據空間分開(kāi),可以同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)指令和數據。
(3) 片內具有快速RAM,通??赏ㄟ^(guò)獨立的數據總線(xiàn)在兩塊中同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)。
(4) 具有低開(kāi)銷(xiāo)或無(wú)開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)及跳轉的硬件支持。
(5) 快速的中斷處理和硬件I/O支持。
(6) 具有在單周期內操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器。
(7) 可以并行執行多個(gè)操作。
(8) 支持流水線(xiàn)操作,使取指、譯碼和執行等操作可以重疊執行。
與通用微處理器相比,DSP芯片的其他通用功能相對較弱些。
2 DSP芯片的發(fā)展
世界上第一個(gè)單片DSP芯片是1978年AMI公司宣布的S2811,1979年美國Iintel公司發(fā)布的商用可編程期間2920是DSP芯片的一個(gè)主要里程碑。這兩種芯片內部都沒(méi)有現代DSP芯片所必須的單周期芯片。 1980年。日本NEC公司推出的μPD7720是第一個(gè)具有乘法器的商用DSP 芯片。第一個(gè)采用CMOS工藝生產(chǎn)浮點(diǎn)DSP芯片的是日本的Hitachi 公司,它于1982年推出了浮點(diǎn)DSP芯片。1983年,日本的Fujitsu公司推出的MB8764,其指令周期為120ns ,且具有雙內部總線(xiàn),從而處理的吞吐量發(fā)生了一個(gè)大的飛躍。而第一個(gè)高性能的浮點(diǎn)DSP芯片應是AT&T公司于1984年推出的DSP32。
在這么多的DSP芯片種類(lèi)中,最成功的是美國德克薩斯儀器公司(Texas Instruments,簡(jiǎn)稱(chēng)TI)的一系列產(chǎn)品。TI公司災982年成功推出啟迪一代DSP芯片TMS32010及其系列產(chǎn)品TMS32011、TMS
自1980年以來(lái),DSP芯片得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,DSP芯片的應用越來(lái)越廣泛。從運算速度來(lái)看,MAC(一次乘法和一次加法)時(shí)間已經(jīng)從80年代初的400ns(如TMS32010)降低到40ns(如TMS
3 DSP芯片的分類(lèi)
DSP的芯片可以按照以下的三種方式進(jìn)行分類(lèi)。
1. 按基礎特性分
這是根據DSP芯片的工作時(shí)鐘和指令類(lèi)型來(lái)分類(lèi)的。如果DSP芯片在某時(shí)鐘頻率范圍內的任何頻率上能正常工作,除計算速度有變化外,沒(méi)有性能的下降,這類(lèi)DSP芯片一般稱(chēng)之為靜態(tài)DSP芯片。
如果有兩種或兩種以上的DSP芯片,它們的指令集和相應的機器代碼機管腳結構相互兼容,則這類(lèi)DSP芯片稱(chēng)之為一致性的DSP芯片。
2. 按數據格式分
這是根據DSP芯片工作的數據格式來(lái)分類(lèi)的。數據以定點(diǎn)格式工作的DSP芯片稱(chēng)之為定點(diǎn)DSP芯片。以浮點(diǎn)格式工作的稱(chēng)為DSP芯片。不同的浮點(diǎn)DSP芯片所采用的浮點(diǎn)格式不完全一樣,有的DSP芯片采用自定義的浮點(diǎn)格式,有的DSP芯片則采用IEEE的標準浮點(diǎn)格式。
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