踏足四海分享 http://blog.sciencenet.cn/u/leanee

博文

DSP芯片和DSP技术的问题(转载)

已有 4646 次阅读 2009-6-5 09:09 |个人分类:嵌入式|系统分类:科研笔记| dsp

dsp处理的信息的原理:

DSP技术是数字信号处理技术包括数字信号处理理论和数字信号处理器
DSP芯片是专指数字信号处理器
DSP系统主要是专门用来对离散时间信号进行极快速的处理计算的,在这方面,编译和执行效率都非常高,但综合应用能力不及单片机,因此在数字滤波,FFT,频谱分析等方面DSP独挡一面.

dsp详细介绍:

要向学习DSP的硬件开发,还要学习微机原理,由单片机系统的设计经验最好。
还有就是DSP的开发环境,也就是CCS,要掌握常用的编程语言,有汇编语言和C语言的编程经验最好.
首先要了解DSP的特点。
数字信号处理相对于模拟信号处理有很大的优越性,表现在精度高、灵活性大、可靠性好、易于大规模集成等方面。随着人们对实时信号处理要求的不断提高和大规模集成电路技术的迅速发展,数字信号处理技术也发生着日新月异的变革。实时数字信号处理技术的核心和标志是数字信号处理器。自第一个微处理器问世以来,微处理器技术水平得到了十分迅速的提高,而快速傅立叶交换等实用算法的提出促进了专门实现数字信号处理的一类微处理器的分化和发展。数字信号处理有别于普通的科学计算与分析,它强调运算处理的实时性,因此DSP除了具备普通微处理器所强调的高速运算和控制功能外,针对实时数字信号处理,在处理器结构、指令系统、指令流程上具有许多新的特征,其特点如下:
(1) 算术单元
具有硬件乘法器和多功能运算单元,硬件乘法器可以在单个指令周期内完成乘法操作,这是DSP区别于通用的微处理器的一个重要标志。多功能运算单元可以完成加减、逻辑、移位、数据传送等操作。新一代的DSP内部甚至还包含多个并行的运算单元。以提高其处理能力。
针对滤波、相关、矩阵运算等需要大量乘和累加运算的特点,DSP的算术单元的乘法器和加法器,可以在一个时钟周期内完成相乘、累加两个运算。近年出现的某些DSP如ADSP2106X、DSP96000系列DSP可以同时进行乘、加、减运算,大大加快了FFT的蝶形运算速度。
(2) 总线结构
传统的通用处理器采用统一的程序和数据空间、共享的程序和数据总线结构,即所谓的冯•诺依曼结构。DSP普遍采用了数据总线和程序总线分离的哈佛结构或者改进的哈佛结构,极大的提高了指令执行速度。片内的多套总线可以同时进行取指令和多个数据存取操作,许多DSP片内嵌有DMA控制器,配合片内多总线结构,使数据块传送速度大大提高。
   如TI公司的C6000系列的DSP采用改进的哈佛结构,内部有一套256位宽度的程序总线、两套32位的数据总线和一套32位的DMA总线。ADI公司的SHARC系列DSP采用超级哈佛结构(Super Harvared Architecture Computer),内部集成了三套总线,即程序存储器总线、数据存储器总线和输入输出总线。
(3) 专用寻址单元
DSP面向数据密集型应用,伴随着频繁的数据访问,数据地址的计算也需要大量时间。DSP内部配置了专用的寻址单元,用于地址的修改和更新,它们可以在寻址访问前或访问后自动修改内容,以指向下一个要访问的地址。地址的修改和更新与算术单元并行工作,不需要额外的时间。
DSP的地址产生器支持直接寻址、间接寻址操作,大部分DSP还支持位反转寻址(用于FFT算法)和循环寻址(用于数字滤波算法)。
(4) 片内存储器
针对数字信号处理的数据密集运算的需要,DSP对程序和数据访问的时间要求很高,为了减小指令和数据的传送时间,许多DSP内部集成了高速程序存储器和数据存储器,以提高程序和数据的访问存储器的速度。
如TI公司的C6000系列的DSP内部集成有1M~7M位的程序和数据RAM;ADI公司的SHARC系列DSP内部集成有0.5M~2M位的程序和数据RAM,Tiger SHARC系列DSP内部集成有6M位的程序和数据RAM。
(5) 流水处理技术
    DSP大多采用流水技术,即将一条指令的执行过程分解成取指、译码、取数、执行等若干个阶段,每个阶段称为一级流水。每条指令都由片内多个功能单元分别完成取指、译码、取数、执行等操作,从而在不提高时钟频率的条件下减少了每条指令的执行时间。
(6) DSP与其它处理器的差别
数字信号处理器(DSP)、通用微处理器(MPU)、微控制器(MCU)三者的区别在于:DSP面向高性能、 重复性、数值运算密集型的实时处理;MPU大量应用于计算机;MCU则适用于以控制为主的处理过程。
DSP的运算速度比其它处理器要高得多,以FFT、相关为例,高性能DSP不仅处理速度是MPU的 4~10倍,而且可以连续不断地完成数据的实时输入/输出。DSP结构相对单一,普遍采用汇编语言编程,其任务完成时间的可预测性相对于结构和指令复杂(超标量指令)、严重依赖于编译系统的MPU强得多。以一个FIR滤波器实现为例,每输入一个数据,对应每阶滤波器系数需要一次乘、一次加、一次取指、二次取数,还需要专门的数据移动操作,DSP可以单周期完成乘加并行操作以及3~4次数据存取操作,而普通MPU完成同样的操作至少需要4个指令周期。因此,在相同的指令周期和片内指令缓存条件下,DSP的运算送到可以超过MPU运算速度的4倍以上。
正是基于 DSP的这些优势,在新推出的高性能通用微处理器(如Pentium、Power PC 604e等)片内已经融入了 DSP的功能,而以这种通用微处理器构成的计算机在网络通信、语音图像处理、实时数据分析等方面的效率大大提高。



http://blog.sciencenet.cn/blog-256747-236211.html

上一篇:ADI诠释DSP技术针对热点应用的五大竞争法宝(转载)
下一篇:光照补偿判别以及方法(转载)

0

发表评论 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2020-12-5 01:38

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部