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清远见——嵌入式培训专家 http :// “黑色经典”系列之《DSP 嵌入式系统开发典型案例》 1 章 绪论 数字信号处理是模拟电子时代向数字电子时代前进的理论基础，而数字信号处理器 （DSP，Digital Signal Processor ）是随着数字信号处理而专门设计的可编程处理器，是现代电 子技术、计算机技术和信号处理技术相结合的产物。随着信息处理技术的飞速发展，DSP 在 电子信息、通信、软件无线电、自动控制、仪器仪表、信息家电等高科技领域获得了越来越 广泛的应用。DSP 不仅快速实现了各种数字信号处理算法，而且拓宽了数字信号处理的应用 范围。DSP 的功能将越来越强大， 用范围也将越来越广泛。 《DSP 嵌入式系统开发典型案例》 清远见——嵌入式培训专家 1.1 DSP 概述 1978 年世界上第一块DSP 芯片S28 11 在美国微系统（Microsystems ）公司的AMI 子公 司问世，1979 年第一块商用可编程DSP 芯片2920 在美国Intel 公司诞生，标志着DSP 芯片 早期雏形的形成。虽然这两种芯片内部不具备现代DSP 芯片的硬件结构，但为数字信号处理 的发展开拓了道路，促使DSP 芯片向性能更高的方向发展。1980 年日本NEC 公司推出第一 个具有硬件乘法器的商用DSP 芯片UPD7720，1982 年日本的Hitachi 公司推出第一个采用 CMOS 工艺生产的浮点DSP 芯片。紧接着，1983 年日本的Fujit su 公司推出浮点DSP 芯片 MB8764，其指令周期仅为120ns ，内部具有双总线结构，从而使处理数据的吞吐量和前期产 品相比有了一个很大的提高。但具有更高性能的DSP 芯片是美国ATT 公司于1984 年推出 的浮点DSP 芯片DSP32 。 此外，1982 年TI 公司成功推出了第一代DSP 芯片TMS32010 其系列产品TMS32011、 TMS32C10/C14/C15/C16/C17 等。之后，该公司又相继推出第二代 DSP 芯片 TMS32020、 TMS320C25/C26/C28 ，第三代DSP 芯片TMS32C30/C31/C32，第四代DSP 芯片TMS32C44 ， 第五代 DSP 芯片 TMS32C50/C51/ C52/C53 以 集多个 DSP 核于一体的高性能 DSP 芯片 TMS32C80/ C82 等。 自1980 年以来，DSP 芯片得到了突飞猛进的发展，DSP 芯片的 用也越来越广泛。从 运算速度来看，MAC （一次乘法和一次加法）的开销时间已经从20 世纪80 年代初的400ns （如TMS32010 ）降低到40ns （如TMS32C40 ），处理能力提高了10 多倍。DSP 芯片内部关键 的乘法器部件从 1980 年占模区的40 个左右下降到5 个以下，片内RAM 的数量增加一个数 量级以上。从制造工艺来看，1980 年是采用4 μ的NMOS 工艺，而现在则普遍采用微米CMOS 工艺。DSP 芯片的引脚数量也从1980 年的最多64 个增加到现在的300 个以上，引脚数量的 增加，意味着结构灵活性的增加。此外，随着DSP 芯片的发展，DSP 系统的成本、体积、重 量和功耗都有很大程度的下降。 现在，世界上的DSP 芯片有300 多种，其中定点DSP 有200 多种，浮点DSP 有100 多 种。迄今为止，生产DSP 的公司有80 多家，主要厂家有TI 公司、AD 公司、Lucent 公司、 Motorola 公司和 LSI Logic 公司。TI 公司作为DSP 生产商的代表，品种最多，定点和浮点 DSP 都大约占60% 的市场份额；AD 公司的定点和浮点DSP 大约占16%和13% 的市场份额； Motorola 公司的定点和浮点DSP 大约占7%和14% 的市场份额；Lucent 公司则主要生产定点 DSP，约占 5% 的市场份额。根据 1998 年的统计，占市场主导地位的产品是 AD 公司的 ADSP-21xx （16bit 定点）、ADSP-21xxx （32bi