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标题: dsp小结（ZT） [打印本页]

作者: 32kmcu 时间: 2003-12-16 12:50

（1）指令周期。就是執行一條指令所需要的時間，通常以ns爲單位。
（2） MAC時間。即一次乘法加上一次加法的時間。
（3） FFT執行時間。即運行一個N點FFT程式所需的時間。
（4） MIPS。即每秒執行百萬條指令。
（5） MOPS。即每秒執行百萬次操作。
（6） MFLOPS。即每秒執行百萬次浮點操作。
（7） BOPS。即每秒執行十億次操作。
4.2． DSP晶片的價格。根據一個價格實際的應用情況，確定一個價格適中的DSP晶片。
4.3． DSP晶片的硬體資源。
4.4． DSP晶片的運算速度。
4.5． DSP晶片的開發工具。
4.6． DSP 晶片的功耗。
4.7．其他的因素，如封裝的形式、質量標準、生命周期等。
DSP應用系統的運算量是確定選用處理能力多大的DSP晶片的基礎。那麽如何確定DSP系統的運算量以選擇DSP晶片呢？
*．按樣點處理
按樣點處理就是DSP演算法對每一個輸入樣點迴圈一次。例如；一個採用LMS演算法的256抽頭德的自適應FIR濾波器，假定每個抽頭的計算需要3個MAC周期，則256抽頭計算需要256*3=768個MAC周期。如果採樣頻率爲8KHz，即樣點之間的間隔爲125μs的時間，DSP晶片的MAC周期爲200μs，則768個周期需要153.6μs的時間，顯然無法即時處理，需要選用速度更快的晶片。
*．按幀處理
有些數位信號處理演算法不是每個輸入樣點迴圈一次，而是每隔一定的時間間隔（通常稱爲幀）迴圈一次。所以選擇DSP晶片應該比較一幀內DSP晶片的處理能力和DSP演算法的運算量。假設DSP晶片的指令周期爲P（ns），一幀的時間爲⊿τ（ns），則該DSP晶片在一幀內所提供的最大運算量爲⊿τ/ P 條指令。

5. DSP晶片的基本結構
DSP晶片的基本結構包括：
（1）哈佛結構；
（2）流水線操作；
（3）專用的硬體乘法器；
（4）特殊的DSP指令；
（5）快速的指令周期。
哈佛結構
哈佛結構的主要特點是將程式和資料存儲在不同的存儲空間中，即程式記憶體和資料記憶體是兩個相互獨立的記憶體，每個記憶體獨立編址，獨立訪問。與兩個記憶體相對應的是系統中設置了程式匯流排和資料匯流排，從而使資料的吞吐率提高了一倍。由於程式和記憶體在兩個分開的空間中，因此取指和執行能完全重疊。
流水線操作
流水線與哈佛結構相關，DSP晶片廣泛採用流水線以減少指令執行的時間，從而增強了處理器的處理能力。處理器可以並行處理二到四條指令，每條指令處於流水線的不同階段。入圖示出一個三級流水線操作的例子。
專用的硬體乘法器
乘法速度越快，DSP處理器的性能越高。由於具有專用的應用乘法器，乘法可在一個指令周期內完成。
特殊的DSP指令DSP晶片是採用特殊的指令。
快速的指令周期哈佛結構、流水線操作、專用的硬體乘法器、特殊的DSP指令再加上積體電路的優化設計可使DSP晶片的指令周期在200ns以下。

6 DSP系統的特點
數位信號處理系統是以數位信號處理爲基礎，因此具有數位處理的全部特點：
（1）介面方便。DSP系統與其他以現代數位技術爲基礎的系統或設備都是相互相容，這樣的系統介面以實現某種功能要比類比系統與這些系統介面要容易的多。
（2）編程方便。DSP系統種的可編程DSP晶片可使設計人員在開發過程中靈活方便地對軟體進行修改和升級。
（3）穩定性好。DSP系統以數位處理爲基礎，受環境溫度以及雜訊的影響較小，可靠性高。
（4）精度高。16位數位系統可以達到的精度。
（5）可重復性好。類比系統的性能受元器件參數性能變化比較大，而數位系統基本上不受影響，因此數位系統便於測試，調試和大規模生産。
（6）集成方便。DSP系統中的數位部件有高度的規範性，便於大規模集成。
DSP晶片的應用自從DSP晶片誕生以來，DSP晶片得到了飛速的發展。DSP晶片高速發展，一方面得益於積體電路的發展，另一方面也得益於巨大的市場。在短短的十多年時間，DSP晶片已經在信號處理、通信、雷達等許多領域得到廣泛的應用。目前，DSP晶片的價格也越來越低，性能價格比日益提高，具有巨大的應用潛力。
DSP晶片的應用主要有：
（1）信號處理--如，數位濾波、自適應濾波、快速傅裏葉變換、相關運算、頻譜分析、卷積等。
（2）通信--如，數據機、自適應均衡、資料加密、資料壓縮、回坡抵消、多工、傳真、擴頻通信、糾錯編碼、波形産生等。
（3）語音--如語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強、說話人辨認、說話人確認、語音郵件、語音儲存等。
（4）圖像/圖形--如二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強、動畫、機器人視覺等。
（5）軍事--如保密通信、雷達處理、聲納處理、導航等。
（6）儀器儀錶--如頻譜分析、函數發生、鎖相環、地震處理等。
（7）自動控制--如引擎控制、深空、自動駕駛、機器人控制、磁片控制。
（8）醫療--如助聽、超聲設備、診斷工具、病人監護等。
（9）家用電器--如高保真音響、音樂合成、音調控制、玩具與遊戲、數位電話/電視等

作者: juicerick@yahoo 时间: 2003-12-21 10:58

斑竹确实厉害！能把DSp弄的如此清楚，还望斑竹能否推荐基本好书，本人再次表示感谢！

作者: 32kmcu 时间: 2004-2-19 09:53 标题: dsp小结（ZT）

1 什麽是DSP晶片
DSP晶片，也稱數位信號處理器，是一種具有特殊結構的微處理器。DSP晶片的內部採用程式和資料分開的哈佛結構，具有專門的硬體乘法器，廣泛採用流水線操作，提供特殊的DSP 指令，可以用來快速地實現各種數位信號處理演算法。根據數位信號處理的要求，DSP晶片一般具有如下的一些主要特點：
（1）在一個指令周期內可完成一次乘法和一次加法。
（2）程式和資料空間分開，可以同時訪問指令和資料。
（3）片內具有快速RAM，通常可通過獨立的資料匯流排在兩塊中同時訪問。
（4）具有低開銷或無開銷迴圈及跳轉的硬體支援。
（5）快速的中斷處理和硬體I/O支援。
（6）具有在單周期內操作的多個硬體位址産生器。
（7）可以並行執行多個操作。
（8）支援流水線操作，使取指、解碼和執行等操作可以重疊執行。
與通用微處理器相比，DSP晶片的其他通用功能相對較弱些。

2 DSP晶片的發展
世界上第一個單片DSP晶片是1978年AMI公司宣佈的S2811，1979年美國Iintel公司發佈的商用可編程期間2920是DSP晶片的一個主要里程碑。這兩種晶片內部都沒有現代DSP晶片所必須的單周期晶片。 1980年。日本NEC公司推出的μPD7720是第一個具有乘法器的商用DSP 晶片。第一個採用CMOS工藝生産浮點DSP晶片的是日本的Hitachi 公司，它於1982年推出了浮點DSP晶片。1983年，日本的Fujitsu公司推出的MB8764，其指令周期爲120ns ，且具有雙內部匯流排，從而處理的吞吐量發生了一個大的飛躍。而第一個高性能的浮點DSP晶片應是AT&T公司於1984年推出的DSP32。
在這麽多的DSP晶片種類中，最成功的是美國德克薩斯儀器公司（Texas Instruments，
簡稱TI）的一系列産品。TI公司災982年成功推出啓迪一代DSP晶片TMS32010及其系列產品TMS32011、TMS32C10/C14/C15/C16/C17等，之後相繼推出了第二代DSP晶片TMS32020、TMS320C25/C26/C28，第三代DSP晶片TMS32C30/C31/C32，第四代DSP晶片TMS32C40/C44，第五代DSP晶片TMS32C50/C51/C52/C53以及集多個DSP於一體的高性能DSP晶片TMS32C80/C82等。
自1980年以來，DSP晶片得到了突飛猛進的發展，DSP晶片的應用越來越廣泛。從運算速度來看，MAC（一次乘法和一次加法）時間已經從80年代初的400ns（如TMS32010）降低到40ns（如TMS32C40），處理能力提高了10多倍。DSP晶片內部關鍵的乘法器部件從1980年的占模區的40左右下降到5以下，片內RAM增加一個數量級以上。從製造工藝來看，1980年採用4μ的N溝道MOS工藝，而現在則普遍採用亞微米CMOS工藝。DSP晶片的引腳數量從1980年的最多64個增加到現在的200個以上，引腳數量的增加，意味著結構靈活性的增加。此外，DSP晶片的發展，是DSP系統的成本、體積、重量和功耗都有很大程度的下降。

3 DSP晶片的分類
DSP的晶片可以按照以下的三種方式進行分類。
3.1按基礎特性分
這是根據DSP晶片的工作時鐘和指令類型來分類的。如果DSP晶片在某時鐘頻率範圍內的任何頻率上能正常工作，除計算速度有變化外，沒有性能的下降，這類DSP晶片一般稱之爲靜態DSP晶片。
如果有兩種或兩種以上的DSP晶片,它們的指令集和相應的機器代碼機管腳結構相互相容,則這類DSP晶片稱之爲一致性的DSP晶片。
3.2. 按資料格式分
這是根據DSP晶片工作的資料格式來分類的。資料以定點格式工作的DSP晶片稱之爲定點DSP晶片。以浮點格式工作的稱爲DSP晶片。不同的浮點DSP晶片所採用的浮點格式不完全一樣，有的DSP晶片採用自定義的浮點格式，有的DSP晶片則採用IEEE的標準浮點格式。
3.3. 按用途分
按照DSP晶片的用途來分，可分爲通用型DSP晶片和專用型的DSP晶片。通用型DSP晶片適合普通的DSP應用，如TI公司的一系列DSP晶片。專用型DSP晶片市爲特定的DSP運算而設計，更適合特殊的運算，如數位濾波，卷積和FFT等。

4 DSP晶片的選擇
設計DSP應用系統，選擇DSP晶片時非常重要的一個環節。只有選定了DSP晶片才能進一步設計週邊電路集系統的其他電路。總的來說，DSP晶片的選擇應根據實際的應用系統需要而確定。一般來說，選擇DSP晶片時考慮如下諸多因素。
4.1． DSP晶片的運算速度。運算速度是DSP晶片的一個最重要的性能指標，也是選擇DSP晶片時所需要考慮的一個主要因素。DSP晶片的運算速度可以用以下幾種性能指標來衡量：

作者: puppypyb 时间: 2004-2-19 09:53

请斑竹给偶指点指点

我想用dsp做数据通信，实现个什么通信、网络协议的！但又觉得dsp干这个大材小用，用MCU就够了！
怎么办啊，迷惘中，指点迷津啊

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