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DSP芯片

科普小知识2022-09-22 15:30:13
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DSP(DigitalSignalProcessing)即数字信号处理技术,DSP芯片即指能够实现数字信号处理技术的芯片。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊的DSP指令,可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。

中文名:DSP芯片

外文名:DigitalSignalProcess

基本结构:哈佛结构

主要特点:可以并行执行多个操作

1、特点

根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下的一些主要特点:

(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。

(2)程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据。

(3)片内具有快速RAM,通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。

(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。

(5)快速的中断处理和硬件I/O支持。

(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。

(7)可以并行执行多个操作。

(8)支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

与通用微处理器相比,DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。

2、分类

DSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。

1.按基础特性分

这是根据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。如果在某时钟频率范围内的任何时钟频率上,DSP芯片都能正常工作,除计算速度有变化外,没有性能的下降,这类DSP芯片一般称为静态DSP芯片。例如,日本OKI电气公司的DSP芯片、TI公司的TMS320C2XX系列芯片属于这一类。

如果有两种或两种以上的DSP芯片,它们的指令集和相应的机器代码机管脚结构相互兼容,则这类DSP芯片称为一致性DSP芯片。例如,美国TI公司的TMS320C54X就属于这一类。

2.按数据格式分

这是根据DSP芯片工作的数据格式来分类的。数据以定点格式工作的DSP芯片称为定点DSP芯片,如TI公司的TMS320C1X/C2X、TMS320C2XX/C5X、TMS320C54X/C62XX系列,AD公司的ADSP21XX系列,AT&T公司的DSP16/16A,Motolora公司的MC56000等。以浮点格式工作的称为浮点DSP芯片,如TI公司的TMS320C3X/C4X/C8X,AD公司的ADSP21XXX系列,AT&T公司的DSP32/32C,Motolora公司的MC96002等。

不同浮点DSP芯片所采用的浮点格式不完全一样,有的DSP芯片采用自定义的浮点格式,如TMS320C3X,而有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式,如Motorola公司的MC96002、FUJITSU公司的MB86232和ZORAN公司的ZR35325等。

3.按用途分

按照DSP的用途来分,可分为通用型DSP芯片和专用型DSP芯片。通用型DSP芯片适合普通的DSP应用,如TI公司的一系列DSP芯片属于通用型DSP芯片。专用DSP芯片是为特定的DSP运算而设计的,更适合特殊的运算,如数字滤波、卷积和FFT,如Motorola公司的DSP56200,Zoran公司的ZR34881,Inmos公司的IMSA100等就属于专用型DSP芯片。

3、优缺点

优点

大规模集成性

稳定性好,精度高

可编程性

高速性能

可嵌入性

接口和集成方便

缺点

成本较高

高频时钟的高频干扰

功率消耗较大等

4、应用

1.信号处理

2.图像处理

3.仪器

4.声音语言

5.控制

6.军事

7.通讯

8.医疗

9.家用电器

5、相关术语

·指令周期:即执行一条指令所需的时间

·TMS320VC5402——100,100MHz,10ns

·MAC时间:即一次乘法加上一次加法的时间

·FFT执行时间:即运行一个N点FFT程序所需的时间

·MIPS:即每秒执行百万条指令,TMS320VC5402——100,100MIPS

·MOPS:即每秒执行百万次操作

·MFLOPS:即每秒执行百万次浮点操作

·BOPS:即每秒执行十亿次操作

6、常用芯片

1)电源:TPS73HD3xx,TPS7333,TPS56100,PT64xx

2)Flash:AM29F400,AM29LV400,SST39VF400

3)SRAM:CY7C1021,CY7C1009,CY7C1049

4)FIFO:CY7C425,CY7C42x5

5)Dualport:CY7C136,CY7C133,CY7C1342

6)SBSRAM:CY7C1329,CY7C1339

7)SDRAM:HY57V651620BTC

8)CPLD:CY37000系列,CY38000系列,CY39000系列

9)PCI:PCI2040,CY7C09449

10)USB:AN21xx,CY7C68xxx

11)Codec:TLV320AIC23,TLV320AIC10

12)A/D,D/A:ADS7805,TLV2543.

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