數(shù)字訊號(hào)處理器,數(shù)字訊號(hào)處理器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用，發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
數(shù)字訊號(hào)處理器系統(tǒng)以數(shù)字信號(hào)處理為基礎(chǔ) ,與模擬信號(hào)處理系統(tǒng)相比 ,其優(yōu)點(diǎn):
a.接口簡(jiǎn)單 ,方便。由于數(shù)字信號(hào)的電氣特性簡(jiǎn)單 ,不同的數(shù)字訊號(hào)處理器系統(tǒng)相互連接時(shí) ,在硬件接口上容易實(shí)現(xiàn)。
b.精度高,穩(wěn)定性好。數(shù)字信號(hào)處理僅受量化誤差和有限字長(zhǎng)的影響,處理過程不引入其他噪聲,因此有較高的信噪比。另外模擬系統(tǒng)的性能受元器件參數(shù)性能影響較大,而數(shù)字系統(tǒng)基本不變,因此數(shù)字系統(tǒng)更便于測(cè)試,調(diào)試,及批量生產(chǎn)。
c.編程方便 ,容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法。在數(shù)字訊號(hào)處理器系統(tǒng)中 ,數(shù)字訊號(hào)處理器芯片提供了一個(gè)高速計(jì)算平臺(tái) ,系統(tǒng)功能依賴于軟件編程實(shí)現(xiàn)。當(dāng)其與現(xiàn)代信號(hào)處理理論和計(jì)算數(shù)學(xué)相結(jié)合時(shí) ,可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的信號(hào)處理功能。
d.集成方便。現(xiàn)代 數(shù)字訊號(hào)處理器芯片都是將 數(shù)字訊號(hào)處理器芯核及其外圍電路綜合集成在單一芯片上。這種結(jié)構(gòu)便于設(shè)計(jì)便攜式高集成度的數(shù)字產(chǎn)品。
數(shù)字訊號(hào)處理器芯片除具有普通微處理器的高速運(yùn)算和控制功能外 ,還針對(duì)高數(shù)據(jù)傳輸速率 ,數(shù)值運(yùn)算密集的實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理 ,在處理器結(jié)構(gòu) ,指令系統(tǒng) ,和指令流程設(shè)計(jì)上做了較大改動(dòng)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有:
a.數(shù)字訊號(hào)處理器芯片普遍采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu) ,即數(shù)據(jù)總線和程序總線相互分離 ,這使得處理指令和數(shù)據(jù)可以同時(shí)進(jìn)行 ,提高了處理效率。
b.數(shù)字訊號(hào)處理器芯片大多采用流水線技術(shù) ,即每條指令的執(zhí)行劃分為取指 ,譯碼 ,取數(shù)等若干步驟 ,由片內(nèi)多個(gè)功能單元分別完成。這相當(dāng)于多條指令并行執(zhí)行 ,從而大大提高了運(yùn)行速度。
c.片內(nèi)有多條總線可以同時(shí)進(jìn)行取指和取操作數(shù)動(dòng)作 ,并且有輔助寄存器自動(dòng)增減地址協(xié)助尋址。
d.配有獨(dú)立的乘法器、 加法器和特殊指令 ,適用于需要大量乘累加器操作的矩陣運(yùn)算 ,濾波 ,FFT,Viterbi 譯碼和相關(guān)的專用信號(hào)處理運(yùn)算。
e.大多數(shù)數(shù)字訊號(hào)處理器芯片一般都帶有 DMA 控制器 ,外部存儲(chǔ)器 ,外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展接口 ,串行通信 ,配合片內(nèi)多總線結(jié)構(gòu) ,可以實(shí)現(xiàn)大吞吐量數(shù)據(jù)傳送。
f .數(shù)字訊號(hào)處理器芯片一般配有中斷處理器 ,定時(shí)器 ,片內(nèi)存儲(chǔ)器和鎖相環(huán)(PLL)等片內(nèi)集成外設(shè) ,可以方便的實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式自封閉控制的處理系統(tǒng)。
g.省電管理和低功耗。適于便攜式數(shù)字終端設(shè)備。
