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什么是DSP芯片

什么是DSP芯片

作者:佚名來源:不詳錄入:Admin 更新時間：2008-7-27 15:13:44 點擊數：5

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4．1 什么是DSP芯片
DSP芯片，也稱數字信號處理器，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的哈佛結構，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，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：
（1）在一個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，可以同時訪問指令和數據。
（3）片內具有快速RAM，通�？赏ㄟ^獨立的數據總線在兩塊中同時訪問。
（4）具有低開銷或無開銷循環(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硬件地址產生器。
（7）可以并行執(zhí)行多個操作。
（8）支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)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。
4．2 DSP芯片的發(fā)展
世界上第一個單片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芯片的一個主要里程碑。這兩種芯片內部都沒有現代DSP芯片所必須的單周期芯片。 1980年。日本NEC公司推出的μPD7720是第一個具有乘法器的商用DSP 芯片。第一個采用CMOS工藝生產浮點DSP芯片的是日本的Hitachi 公司，它于1982年推出了浮點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，從而處理的吞吐量發(fā)生了一個大的飛躍。而第一個高性能的浮點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）的一系列產品。TI公司災982年成功推出啟迪一代DSP芯片TMS32010及其系列產品TMS32011、TMS32C10/C14/C15/C16/C17等，之后相繼推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28，第三代DSP芯片TMS32C30/C31/C32，第四代DSP芯片TMS32C40/C44，第五代DSP芯片TMS32C50/C51/C52/C53以及集多個DSP于一體的高性能DSP芯片TMS32C80/C82等。
自1980年以來，DSP芯片得到了突飛猛進的發(fā)展，DSP芯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芯片內部關鍵的乘法器部件從1980年的占模區(qū)的40左右下降到5以下，片內RAM增加一個數量級以上。從制造工藝來看，1980年采用4μ的N溝道MOS工藝，而現在則普遍采用亞微米CMOS工藝。DSP芯片的引腳數量從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芯片的發(fā)展，是DSP系統(tǒng)的成本、體積、重量和功耗都有很大程度的下降。
4．3 DSP芯片的分類
DSP的芯片可以按照以下的三種方式進行分類。
1. 按基礎特性分
這是根據DSP芯片的工作時鐘和指令類型來分類的。如果DSP芯片在某時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，沒有性能的下降，這類DSP芯片一般稱之為靜態(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DSP芯片稱之為一致性的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分類的。數據以定點格式工作的DSP芯片稱之為定點DSP芯片。以浮點格式工作的稱為DSP芯片。不同的浮點DSP芯片所采用的浮點格式不完全一樣，有的DSP芯片采用自定義的浮點格式，有的DSP芯片則采用IEEE的標準浮點格式。

3. 按用途分
按照DSP芯片的用途來分，可分為通用型DSP芯片和專用型的DSP芯片。通用型DSP芯片適合普通的DSP應用，如TI公司的一系列DSP芯片。專用型DSP芯片市為特定的DSP運算而設計，更適合特殊的運算，如數字濾波，卷積和FFT等。

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