规划DSP使用体系,挑选DSP芯片时非常重要的一个环节。只要选定了DSP芯片才干进一步规划外围电路集体系的其它电路。总的来说,DSP芯片的挑选应依据实践的使用体系需求而确认。一般来说,挑选DSP芯片时考虑如下许多要素。
1. DSP芯片的运算速度。运算速度是DSP芯片的一个最重要的功用指标,也是挑选DSP芯片时所需求考虑的一个首要要素。DSP芯片的运算速度能够用以下几种功用指标来衡量:
(1) 指令周期。便是履行一条指令所需求的时刻,一般以ns为单位。
(2) MAC时刻。即一次乘法加上一次加法的时刻。
(3) FFT履行时刻。即运转一个N点FFT程序所需的时刻。
(4) MIPS。即每秒履行百万条指令。
(5) MOPS。即每秒履行百万次操作。
(6) MFLOPS。即每秒履行百万次浮点操作。
(7) BOPS。即每秒履行十亿次操作。
2. DSP芯片的价格。依据一个价格实践的使用状况,确认一个价格适中的DSP芯片。
3. DSP芯片的硬件资源。
4. DSP芯片的运算速度。
5. DSP芯片的开发工具。
6. DSP 芯片的功耗。
7. 其它的要素,如封装的方式、质量标准、生命周期等。
DSP使用体系的运算量是确认选用处理才能多大的DSP芯片的根底。那么怎么确认DSP体系的运算量以挑选DSP芯片呢?
1. 按样点处理
按样点处理便是DSP算法对每一个输入样点循环一次。例如;一个选用LMS算法的256抽头德的自适应FIR滤波器,假定每个抽头的核算需求3个MAC周期,则256抽头核算需求256*3=768个MAC周期。假如采样频率为8KHz,即样点之间的距离为125μs的时刻,DSP芯片的MAC周期为200μs,则768个周期需求153.6μs的时刻,明显无法实时处理,需求选用速度更快的芯片。
2. 按帧处理
有些数字信号处理算法不是每个输入样点循环一次,而是每隔必定的时刻距离(一般称为帧)循环一次。所以挑选DSP芯片应该比较一帧内DSP芯片的处理才能和DSP算法的运算量。假定DSP芯片的指令周期为P(ns),一帧的时刻为⊿τ(ns),则该DSP芯片在一帧内所供给的最大运算量为⊿τ/ P 条指令。
DSP芯片的根本结构
DSP芯片的根本结构包含:
(1)哈佛结构;
(2)流水线操作;
(3)专用的硬件乘法器;
(4)特别的DSP指令;
(5)快速的指令周期。
哈佛结构
哈佛结构的首要特色是将程序和数据存储在不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器是两个彼此独立的存储器,每个存储器独立编址,独立拜访。与两个存储器相对应的是体系中设置了程序总线和数据总线,然后使数据的吞吐率提高了一倍。因为程序和存储器在两个分隔的空间中,因而取指和履行能彻底堆叠。
流水线与哈佛结构相关,DSP芯片广泛选用流水线以削减指令履行的时刻,然后增强了处理器的处理才能。处理器能够并行处理二到四条指令,每条指令处于流水线的不同阶段。
专用的硬件乘法器
乘法速度越快,DSP处理器的功用越高。因为具有专用的使用乘法器,乘法可在一个指令周期内完结。
特别的DSP指令DSP芯片是选用特别的指令。
快速的指令周期哈佛结构、流水线操作、专用的硬件乘法器、特别的DSP指令再加上集成电路的优化规划可使DSP芯片的指令周期在200ns以下。
DSP体系的特色
数字信号处理体系是以数字信号处理为根底,因而具有数字处理的悉数特色:
接口便利:
DSP体系与其它以现代数字技能为根底的体系或设备都是彼此兼容,这样的体系接口以完成某种功用要比模仿体系与这些体系接口要简单的多。
编程便利:
DSP体系种的可编程DSP芯片可使规划人员在开发过程中灵敏便利地对软件进行修正和晋级。
稳定性好:
DSP体系以数字处理为根底,受环境温度以及噪声的影响较小,可靠性高。
精度高:
16位数字体系能够到达的精度。
可重复性好:
模仿体系的功用受元器件参数功用改变比较大,而数字体系根本上不受影响,因而数字体系便于测验,调试和大规模出产。
集成便利:
DSP体系中的数字部件有高度的规范性,便于大规模集成。