[工学]DSP概述及存储器.pdfVIP

TMS320C5000™ : The World’s Most Popular and Power Efficient DSPs DSP概述 DSP概述 数字信号处理是一门广泛应用于许多领域的新兴学科。 20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数 字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。 DSP概念 DSP概念 DSP，也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微 处理器。DSP内部采用程序总线和数据总线分开的哈佛结构， 具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的 数字信号处理指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理 算法。 DSP主要特点 DSP主要特点 根据数字信号处理的要求，DSP一般具有如下的主要特点： ☆ 在一个指令周期内，可完成一次乘法和一次加法； ☆ 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据； ☆ 片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线， 在两块芯片中同时访问； ☆ 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持； ☆ 快速的中断处理和硬件I/O接口支持； ☆ 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器； ☆ 可以并行执行多个操作； ☆ 支持流水线操作，使取指、译码、取操作数和执行等 操作可以重叠执行。 DSP的基本结构 DSP的基本结构 ☆ 哈佛结构——程序和数据存储在不同的存储空间中， 即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个 存储器独立编址，独立访问。与两个存储器相对应的是系统 中设置了程序总线和数据总线，从而使数据的吞吐率提高了 一倍； ☆ 流水线操作——流水线和哈佛结构相关，流水线操作 可以减少指令的执行时间，从而进一步的增强了处理器的处 理能力。处理器可以并行处理2~4条指令，每条指令处于不 的流水线阶段； ☆ 多总线结构——DSP 内部采用了多总线结构，这样可 以保证在一个机器周期内，可以同时访问数据和程序存储空 间，从而解决了传统芯片的总线冲突问题，使系统的速度和 效率大大提高； DSP主要特点 DSP主要特点 ☆ 专用的硬件乘法器——乘法速度越快，DSP性能越 高。由于具有专用的应用乘法器，乘法可在一个指令周期内 完成； ☆ 特殊的DSP指令——DSP指令系统中，设计了一些 特殊的DSP指令，以完成一些专门的运算，如54x DSP的 FIRS指令，专门用于FIR滤波运算； ☆ 快速的指令周期——哈佛结构、流水线操作、专用 的硬件乘法器、特殊的DSP指令，再加上集成电路的优化设 计，可使DSP的指令周期在50ns以下，现在高档的DSP指 周期可以达到5ns。 DSP系统的特点 DSP系统的特点 ☆ 接口和编程方便灵活； ☆ 稳定性、可靠性好； ☆ 精度高； ☆ 时分复用； ☆ 易于集成； DSP的应用 DSP的应用 DSP已经在信号处理、通信、雷达等领域得到广泛的应 用。目前，DSP的价格越来越低，性能价格比日益提高，具 有巨大的应用潜力。DSP的应用主要有： ☆ 用数字信号处理，如数字滤波、自适应滤波、相关 算、快速傅立叶变换等； ☆ 通信领域，如数据加密、数据压缩、传真、移动电 网络通信等； ☆ 语音处理，如语音编码、语音合成、语音识别、语 增强、语音存储等； ☆ 图形/ 图像，二维或三维图形处理、图像压缩与传输、 指纹识别、图像识别等； DSP的应用 DSP的应用 ☆ 军事，如必威体育官网网址通信、雷达信号处理、导航与制导、 天器控制、全球定位系统等； ☆ 工业领域，如机器人技术、数控机床、数字电机、 力系统、生产过程模拟和控制等； ☆ 仪器仪表，如频谱分析、函数发生器、暂态分析、 相环、数字示波器等； ☆ 自动控制，如伺服控制、机器人控制、自适应控制、 人工神经网络控制等； ☆ 医疗仪器，如助听、超声设备、诊断工具、病人监 ☆ 消费电子电器，如高保真音响