DSP的基本結構和特徵

2022-08-28 12:39:07 字數 1089 閱讀 2989

dsp的基本結構和特徵

程式設計dsp晶元是一種具有特殊結構的微處理器,為了達到快速進行數字訊號處理的目的,dsp晶元一般都採用特殊的軟硬體結構:

(1) 哈佛結構。

dsp採用了哈佛結構,將儲存器空間劃分成兩個,分別儲存程式和資料。它們有兩組匯流排連線到處理器核,允許同時對它們進行訪問,每個儲存器獨立編址,獨立訪問。這種安排將處理器的資料吞吐率加倍,更重要的是同時為處理器核提供資料與指令。在這種布局下,dsp得以實現單週期的mac指令。

在哈佛結構中,由於程式和資料儲存器在兩個分開的空間中,因此取指和執行能完全重疊執行。

(2) 流水線。

與哈佛結構相關,dsp晶元廣泛採用2-6級流水線以減少指令執行時間,從而增強了處理器的處理能力。這可使指令執行能完全重疊,每個指令週期內,不同的指令都處於啟用狀態。

(3) 獨立的硬體乘法器。

在實現多**功能及數字訊號處理的系統中,演算法的實現和數字濾波都是計算密集型的應用。在這些場合,乘法運算是數字處理的重要組部分,是各種演算法實現的基本元素之一。乘法的執行速度越快,dsp處理器的效能越高。相比與一般的處理器需要30-40個指令週期,dsp晶元的特徵就是有乙個專用的硬體乘法器,乘法可以在乙個週期內完成。

(4) 特殊的dsp指令。

dsp的另一特徵是採用特殊的指令,專為數字訊號處理中的一些常用演算法優化。這些特殊指令為一些典型的數字處理提供加速,可以大幅提高處理器的執行效率。使一些高速系統的實時資料處理成為可能。

(5) 獨立的dma匯流排和控制器。

有一組或多組獨立的dma匯流排,與cpu的程式、資料匯流排並行工作。在不影響cpu工作的條件下,dma的速度已經達到800mb/s以上。這在需要大資料量進行交換的場合可以減小cpu的開銷,提高資料的吞吐率。提高系統的並行執行能力。

(6) 多處理器介面。

使多個處理器可以很方便的並行或序列工作以提高處理速度。

(7) jtag(joint test action group)標準測試介面(ieee 1149標準介面)。

(8) 快速的指令週期。

哈佛結構,流水線操作,專用的硬體乘法器,特殊的dsp指令再加上積體電路的優化設計,可是dsp晶元的指令週期在10ns以下。快速的指令週期可以使dsp晶元能夠實時實現許多dsp應用。

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