DSP发展概况在DSP出现之前，数字信号处理只能依靠微处理器来完成。1978年，美国AMI公司发布首个单片DSP芯片S2811。随着大规模集成电路技术的发展，1982年美国德州仪器公司推出DSP芯片TMS32010及其系列产品，标志了实时数字信号处理领域的重大突破。TI公司的TMS320系列产品是最成功的DSP产品之一，是目前世界上最有影响力的DSP芯片。DSP的发展方向DSP发展方向如下：1）可编程化。......
2023-06-24
探析DSP芯片的特点
【摘要】：DSP微处理器是为了满足数字信号处理及实时控制而制造的一类微处理器，具有特殊的芯片架构与指令集，有如下特点：1）多总线结构。DSP设置了专用的硬件乘法器，一次或多次乘法累加运算可以在一个指令周期内完成。同时处于激活状态的指令数与DSP芯片流水线的深度有关。DSP芯片采用上述哈佛结构、流水线操作，并设计了专用的硬件乘法器和特殊DSP指令，使得DSP芯片的指令周期能够达到数十纳秒至几纳秒。
DSP微处理器是为了满足数字信号处理及实时控制而制造的一类微处理器，具有特殊的芯片架构与指令集，有如下特点：
1）多总线结构。DSP内部一般采用哈佛（Harvard）结构或改进型哈佛结构，其片内至少有四套总线，分别为程序数据总线、程序地址总线、数据总线和数据地址总线。这种完全隔离的程序与数据存储器及双独立总线结构，可允许同时获取来自程序存储器的指令字和来自数据存储器的操作数，这意味着在一个机器周期内，可以同时取指令和操作数而互不干扰。
2）专用乘法器。一般的算术逻辑单元（Arithmetic and Logic Unit，ALU）的乘法运算由加法和移位实现，乘法运算需要多个指令周期来完成，运算速度慢。DSP设置了专用的硬件乘法器，一次或多次乘法累加运算可以在一个指令周期内完成。
3）流水线操作。执行一条DSP指令，需要经过取指令、译码、取操作数和执行等几个阶段。DSP的流水线结构使得这几个阶段在执行程序过程中是重叠的，在执行本条指令的同时，后继的若干条指令也在完成取指令、译码、读操作数操作，即在每个指令周期内，多条指令同时处于激活状态，但是，处于不同的阶段。同时处于激活状态的指令数与DSP芯片流水线的深度有关。
4）多处理单元结构。DSP内部一般包含多个处理单元，如硬件乘法器（MUL）、累加器（ACC）、算术逻辑单元（ALU）、辅助算术单元（ARAU）等。它们都可以在一个单独的指令周期内执行计算任务，且这些运算往往是同时完成的，因此DSP可以完成连续乘加运算，每次运算都是单周期的。
5）特殊的指令设置。DSP在指令系统中采用了一些特殊指令，主要包括为实现数字信号处理算法而设置的特殊指令，例如，为了实现FFT算法，指令系统中设置了“循环寻址”及“位倒序”等特殊指令。
6）快速的指令周期。DSP芯片采用上述哈佛结构、流水线操作，并设计了专用的硬件乘法器和特殊DSP指令，使得DSP芯片的指令周期能够达到数十纳秒至几纳秒。
7）资源丰富，接口方便。DSP芯片上集成了丰富的外设资源，如定时器、ADC模块、PWM模块等，并包含许多与外设芯片通信的接口，如McBSP、SPI、I2C、XINTF等，这些功能性端口也可以独立配置为通用的输入输出I/O。
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