16位DSP处理器的移位器的研究.PDF

电子发烧友 电子技术论坛 16 位 DSP 处理器的移位器的研究 1 2 曾瑞淮 ，钟冬庆 1 2 （赣南师范学院物理与电子信息科学系，数学与计算机系 ，江西赣州，341000） 摘 要：本文从移位器的功能描述、结构分析入手，并详细阐述了一款 16 位 DSP 处理器的 高频率低功耗移位器的三个模块的设计。 关键词：移位器；DSPs；设计 中图分类号：TP273 文献标识码：A Study of the 16-bit DSPs’ Shifter 1 2 Zeng-ruihuai Zhong-dongqing 1 （Department of Physics and Electronic Information Science , Department of Mathematical and Computer Science2, Gannan Teachers College，Ganzhou，China，341000 ） Abstract ：The article started for function_describing and structure_analyzing of the shifter ，and detailed described design of three module of the 16-bit DSPs’ shifter that it is high frequency and low power 。 Key Words ：Shifter，DSPs ，Design 在一般的微处理器中，没有单独设计的移位器，移位功能在算术逻辑单元中实现。但由 于 DSP 处理器对运算速度要求较高，通过 ALU 来实现一些移位功能无法满足其要求，所以 在 DSP 中一般设有专门的移位器。移位器不仅可以提高一般移位功能的速度，还可以更加 高速地实现与 2 的 n 次幂的乘法运算。因此对 DSP 处理器的移位器（Shifter）的研究很有 必要的。 移位器是是执行单元的重要组成部分，所有算法的实现都是由执行单元的基本功能组合 而成，所有的其他单元例如控制、数据通路都是为执行单元服务的，控制执行部件的具体动 作，为执行部件提供充分的数据。嵌入式定点 16 位 DSP 的执行单元结构如图 1 所示。DSP 执行单元包含 3 个子单元：16 位（结果为 40 位）移位单元（SHIFT ）、16 位算术逻辑单元 （ALU ）和 16 位（结果为 40 位）乘法累加单元（MAC ）。并行的对数据寄存器堆（DREG ） 进行数据的存取。DREG 包含 16 个 16 位的通用寄存器，流水线的最后一级从 DREG 中读 取数据，将指令执行的结果，写回到 DREG 中，而所有的这些运算操作在一个时钟周期内 [1] 完成 。 程序存储地址总路线 数据存储地址总路线 寄存器堆 DREG MAC 16*16 Shifer ALU 图 1 16 位 DSP 的执行单元结构图 16 位 DSP 处理器的移位器主要执行的是两类功能：一是实现移位操作，它的输入是 16 电子发烧友 电子技术论坛 位，移位后的输出是 40 位。二是指数检测，即从 16 位的输入数据中检测出前导冗余位的位 数（从高位起），作为结果指数输出到寄存器。