DSP与单片机 特点优势对比分析 .pdfVIP

DSP 与单片机 单片机的出现实现了简单的控制功能，暂时满足了工程设计的需求，但是随着计 算机科学与技术、信号处理理论与方法的迅速发展，对工程中控制或信号处理芯片的 实时性和精度的要求越来越高，在某些领域，低档单片机已不再能满足要求，这促使 具有快速和高精度处理能力的DSP 得以出现并应用。 一．DSP 的特点 1.运算速度’ ·MIPS(MillionsofInstructionsPerSecond，每秒百万指令数)：表示DSP 每秒所能 处理的指令数，表示的是DSP 的运算速度，该值越大，DSP 处理速度越快，运行速 度就越高。 ·MOPS(MillionsofOperationsPerSecond，每秒执行百万操作)：DSP 通常操作除了 包括CPU 操作外，还包括寻址、DMA 访问数据传输、I ／O 操作等，因此需要看操 作的内容，但是一般来说，MOPS 越高意味着乘积．累加和运算速度越快。可见， MOPS 可以对DSP 芯片的整体性能进行综合描述。 ·指令周期：即执行一条指令所需的时间，通常以ns(纳秒)为单位，如 TMS320LC2406 在主频为40MHz 时的指令周期为25ns 。 2.运算精度.一般来说，浮点DSP 芯片的运算精度要高于定点DSP 芯片的运算精度。 一般定点DSP 芯片的字长为16 位、24 位或32 位，浮点芯片的字长为32 位。累加 器一般都为32 位或40 位。定点DSP 的特点是主频高、速度快、成本低、功耗小， 主要应用于复杂度不高的控制、通信、语音／图像、消费电子产品等领域，而浮点 DSP 主要应用于复杂的图像、语音、模式识别等领域。 3 ．字长字长大小是影响成本的重要因素，因为它直接影响芯片的大小、引脚数以 及存储器的大小等。设计时在满足性能指标的条件下，应尽可能选用最小的数据字 的芯片。4 ．存储器等片内硬件资源存储器等片内硬件资源主要包括存储器的大小、 片内存储器的数量、总线寻址空间以及可提供外部接口数量等。 5 ．开发调试工具简单实用、功能强大的开发调试工具和相关支持软件、技术文档 是开发大型、复杂DSP 系统的必备条件，对缩短产品的开发周期具有很重要的作用。 开发调试工具包括软件和硬件两部分。 6 ．功耗与电源管理在一些对功耗有特殊要求的产品中，如个人数字产品、便携设 备和户外设备等，功耗与电源管理技术指标对DSP 芯片的型号选择具有直接的影响。 另外，很多DSP 加强了对电源的管理，通常用休眠、等待模式等方式节省功率消耗， 期望达到低功耗的目的。TI 公司的很多芯片都提供这种功能，并提供了详细的应用 说明，用户只需要简单硬件配置或软件配置相应的寄存器即可实现。 二．单片机的特点 单片机，就是指在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM(EPRoM 或EEPROM)、 时钟、定时／计数器、多功能串行或并行I ／O 口的通用IC，如Intel 公司的8031 、 8051 以及后来的AT89C51 等。除了具有以上基本功能外，有些单片机还集成有A ／ D、D ／A ，如Intel 公司的8098 系列等。总的来说，单片机一般具有如下特点。 ·具备位处理能力。 ·可预测的执行周期。 ·擅长中断处理，特别是外部异步事件。 ·具有丰富的I ／0 功能。 ·价格低廉，便于开发。 单片机经过了很多年的发展，开发环境完备，开发工具齐全，应用资料众多， 后备人才充足。 三．DSP 的优势 与单片机相比，DSP 器件一般具有更高的集成度、更快的CPU、更大容量的 存储器，内置有波特率发生器和FIFO 缓冲器，同时提供高速同步串口和标准异步 串口，有的片内还集成了A ／D 采样电路，用于控制领域的DSP 还提供多路PWM 输出，用于电机控制，可减少开发人员的工作量。DSP 器件一般采用改进的哈佛 结构，具有独立的程序和数据空间，允许同时存取程序和数据。内置高速的硬件 乘法器以及增强的多级流水线，使DSP 器件具有高速的数据运算能力。 DSP 可以比一些高档的16 位单片机单指令执行周期降低8～10 倍，可以在一 个周期内完成一次乘加运算，比单片机运算快16～30 倍，可以大幅