DSP芯片结构和特点以及应用详解

重复操作，就能保证数字信号处理中用 得最多的乘法累加运算可以在单个指令周期内完成。

　　（4）多处理单元

　　DSP内部一般都包括有多个处理单元，如算术逻辑运算单元（ALU）、辅助寄存器运算单元（ARAU）、累加器（ACC）以及硬件乘法器（MUL）等。 它们可以在一个指令周期内同时进行运算 例如，当执行一次乘法和累加的同时，辅助寄存器单元已经完成了下一 个地址的寻址工作，为下一次乘法和累加运算做好了充分的准备。因此， DSP在进行连续的乘加运算时，每一次乘加运算都是单周期的

　　DSP的这种多处理单元结构，特别适用于FIR和IIR滤波器

　　许多DSP的多处理单元结构还可以将一些特殊的算法。例如FFT的位码 倒置寻址和取模运算等，在芯片内部用硬件实现以提高运行速度。

　　（5）特殊的DSP指令

　　为了更好地满足数字信号处理应用的需要，在DSP的指令系统中，设计 了一些特殊的DSP指令。

　　中的MAD（乘法、累加和数据移动）指令，具有执行LT、 DMOV、MPY和APAC等4条指令的功能。

　　TMS320C54x中的FIRS和LM5指令，则专门用于系数对称的F1R滤波器 和LMS算法。

　　（6）指令周期短

　　早期的DSP的指令周期约400ns，采用4us NMOs制造上艺。其运算速 度为5MIPS（每秒执行5百万条指令）

　　随着集成电路工艺的发展，DSP广泛采用亚微米CMOS制造工艺，其运行速度越来越快

　　TMS320C54x运行速度可达100MIPS

　　TMS320C6203的时钟为300MHZ，运行速度达到2400MIPS

　　（7）运算精度高

　　早期DSP的字长为8位，后来逐步提高到16位、24位、32位

　　为了防止运算过程中溢出，有的累加器达到40位

　　一批浮点DSP，例如TMS320C3x、TMS320C4x、ADSP21020等，则 提供了更大的动态范围

　　（8）硬件配置强

　　新一代DSP的接口功能愈来愈强

　　片内具有串行口、主机接口（HPI）、DMA控制器、软件控制的等待状态产生器、锁相环时钟产生器

　　实现在片仿真符合IEEE 1149.1标准的测试访问口，更易于完成系统设 计

　　许多DSP芯片都可以工作在省电方式，使系统功耗降低

　　总结

　　DSP芯片在信号处理、图像处理、仪器、声音语言、控制、军事、通讯、医疗、家用电器等领域有着广泛的应用。本文从制造工艺、存储器容量、运行速度、运算精度和动态范围、开发工具等方面详细介绍了DSP芯片的现状和发展，并对DSP芯片的特点也作了简单介绍。