DSP芯片介紹1什么是DSP芯片DSP芯片,也稱數(shù)字信號處理器,是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。DSP芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu),具有專門的硬件乘法器,廣泛采用流水線操作,提供特殊的DSP指令,可以用來快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求,DSP芯片一般具有如下的一些主要特點:(1)在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法。(2)程序和數(shù)據(jù)空間分開,可以同時訪問指令和數(shù)據(jù)。(3)片內(nèi)具有快速
DSP芯片介紹
1 什么是DSP芯片
DSP芯片,也稱數(shù)字信號處理器,是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。DSP芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu),具有專門的硬件乘法器,廣泛采用流水線操作,提供特殊的DSP 指令,可以用來快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求,DSP芯片一般具有如下的一些主要特點:
(1) 在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法。
(2) 程序和數(shù)據(jù)空間分開,可以同時訪問指令和數(shù)據(jù)。
(3) 片內(nèi)具有快速RAM,通?赏ㄟ^獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問。
(4) 具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持。
(5) 快速的中斷處理和硬件I/O支持。
(6) 具有在單周期內(nèi)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器。
(7) 可以并行執(zhí)行多個操作。
(8) 支持流水線操作,使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。
與通用微處理器相比,DSP芯片的其他通用功能相對較弱些。
2 DSP芯片的發(fā)展
世界上第一個單片DSP芯片是1978年AMI公司宣布的S2811,1979年美國Iintel公司發(fā)布的商用可編程期間2920是DSP芯片的一個主要里程碑。這兩種芯片內(nèi)部都沒有現(xiàn)代DSP芯片所必須的單周期芯片。 1980年。日本NEC公司推出的μPD7720是第一個具有乘法器的商用DSP 芯片。第一個采用C
MOS工藝生產(chǎn)浮點DSP芯片的是日本的Hitachi 公司,它于1982年推出了浮點DSP芯片。1983年,日本的Fujitsu公司推出的MB8764,其指令周期為120ns ,且具有雙內(nèi)部總線,從而處理的吞吐量發(fā)生了一個大的飛躍。而第一個高性能的浮點DSP芯片應是AT&
amp;T公司于1984年推出的DSP32。
在這么多的DSP芯片種類中,最成功的是美國德克薩斯儀器公司(Texas Instruments,簡稱
TI)的一系列產(chǎn)品。TI公司災982年成功推出啟迪一代DSP芯片TMS320
10及其系列產(chǎn)品TMS32011、TMS32C10/C14/C15/C16/C17等,之后相繼推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28,第三代DSP芯片TMS32C30/C31/C32,第四代DSP芯片TMS32C
40/C44,第五代DSP芯片TMS32C50/C51/C52/C53以及集多個DSP于一體的高性能DSP芯片TMS32C80/C82等。
自1980年以來,DSP芯片得到了突飛猛進的發(fā)展,DSP芯片的應用越來越廣泛。從運算速度來看,
MAC(一次乘法和一次加法)時間已經(jīng)從80年代初的400ns(如TMS32010)降低到40ns(如TMS32C40),處理能力提高了10多倍。DSP芯片內(nèi)部關鍵的乘法器部件從1980年的占模區(qū)的40左右下降到5以下,片內(nèi)RAM增加一個數(shù)量級以上。從制造工藝來看,1980年采用4μ的N溝道MOS工藝,而現(xiàn)在則普遍采用亞微米CMOS工藝。DSP芯片的引腳數(shù)量從1980年的最多64個增加到現(xiàn)在的
200個以上,引腳數(shù)量的增加,意味著結(jié)構(gòu)靈活性的增加。此外,DSP芯片的發(fā)展,是DSP系統(tǒng)的成本、體積、重量和功耗都有很大程度的下降。