DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)包括:
1.哈佛結(jié)構(gòu);2.流水線操作;3.專(zhuān)用的硬件乘法器;4.特殊的DSP指令;5.快速的指令周期。
哈佛結(jié)構(gòu)
哈佛結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是將程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)空間中,即程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是兩個(gè)相互獨(dú)立的存儲(chǔ)器,每個(gè)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址,獨(dú)立訪問(wèn)。與兩個(gè)存儲(chǔ)器相對(duì)應(yīng)的是系統(tǒng)中設(shè)置了程序總線和數(shù)據(jù)總線,從而使數(shù)據(jù)的吞吐率提高了一倍。由于程序和存儲(chǔ)器在兩個(gè)分開(kāi)的空間中,因此取指和執(zhí)行能完全重疊。
流水線與哈佛結(jié)構(gòu)相關(guān),DSP芯片廣泛采用流水線以減少指令執(zhí)行的時(shí)間,從而增強(qiáng)了處理器的處理能力。處理器可以并行處理二到四條指令,每條指令處于流水線的不同階段。
CLLOUT1,取指 N N-1 N-2,譯碼 N-1 N N-2,執(zhí)行 N-2 N-1 N,專(zhuān)用的硬件乘法器,乘法速度越快,DSP處理器的性能越高。由于具有專(zhuān)用的應(yīng)用乘法器,乘法可在一個(gè)指令周期內(nèi)完成。
特殊的DSP指令DSP芯片是采用特殊的指令?焖俚闹噶钪芷诠鸾Y(jié)構(gòu)、流水線操作、專(zhuān)用的硬件乘法器、特殊的DSP指令再加上集成電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)可使DSP芯片的指令周期在200ns以下。
一般而言,定點(diǎn)DSP芯片的價(jià)格較便宜,功耗較低,但運(yùn)算精度稍低。而浮點(diǎn)DSP芯片的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)算精度高,且C語(yǔ)言編程調(diào)試方便,但價(jià)格稍貴,功耗也較大。例如TI的TMS320C2XX/C54X系列屬于定點(diǎn)DSP芯片,低功耗和低成本是其主要的特點(diǎn)。而TMS320C3X/C4X/C67X屬于浮點(diǎn)DSP芯片,運(yùn)算精度高,用C語(yǔ)言編程方便,開(kāi)發(fā)周期短,但同時(shí)其價(jià)格和功耗也相對(duì)較高。
DSP應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)算量是確定選用處理能力為多大的DSP芯片的基礎(chǔ)。運(yùn)算量小則可以選用處理能力不是很強(qiáng)的DSP芯片,從而可以降低系統(tǒng)成本。相反,運(yùn)算量大的DSP系統(tǒng)則必須選用處理能力強(qiáng)的DSP芯片,如果DSP芯片的處理能力達(dá)不到系統(tǒng)要求,則必須用多個(gè)DSP芯片并行處理。那么如何確定DSP系統(tǒng)的運(yùn)算量以選擇DSP芯片呢?下面我們來(lái)考慮兩種情況。
1.按樣點(diǎn)處理