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一“芯”二用,MCU+DSP处理器大盘点

时间:12-21 来源:互联网 点击:

  近年来,越来越多的领域需要用到高性能,高集成度的DSP器件,功能日益增加的多媒体处理器对DSP的需求也日益剧增,于是,基于MCU+DSP架构的集成芯片也随之应运而生,更低的成本、更小的封装和更微的功耗所开辟的,是一条属于DSP或者MCU厂商们的“阳光大道“而未来,它们还将沿着这条新路继续前行。本系列文章将为你介绍市面上比较流行的基于MCU+DSP架构的处理器或者解决方案。

  飞思卡尔DSP56800E

  飞思卡尔在DSP与MCU领域深耕数年,为满足市场发展需求,公司率先在56800内核基础上又推出了新一代增强型内核56800E,该产品可在单一内核上提供DSP和MCU双重功能。56800E 系列DSP将为不断增长的工业、电机控制、汽车和融合中的通信与数据通信市场应用提供低功耗、低成本的单芯片方案。由于这种单内核设计消耗更少的功耗,飞思卡尔启动了大量新的、以电池供电、需要信号处理功能的便携式应用,如便携式数字音频、互联网设备和PDA等。

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  简介

  与56800相比,56800E性能最高可改善5倍,为需要更多存储空间、更高代码编译效率和更高的MIPS性能的客户提供了清晰的产品移植路径。DSP56800E 由几个功能独立的模块组成。包括:数据算术逻辑单元(ALU),地址生成单元(AGU),程序控制器,位操作单元,强化的片上仿真模块(Enhanced OnCE)和系统总线。如图所示。

  灵活的内存模式是DSP56800E 结构的一大特色,包括下面的几个方面:

  程序RAM 和ROM 模块

  数据RAM 和ROM 模块

  非易失内存(NVM)模块

  引导ROM,自举RAM 区执行代码的模块

  Freescale 的标准片上外围接口总线(IP-BUS)支持多种的片上外设模块,包括下面几个模块:

  锁相环(PLL)模块

  16 位定时器模块

  看门狗(COP)模块和实时定时模块

  同步串行接口(SSI)模块

  串行外设接口(SPI)模块

  可编程的通用I/O 口(GPIO)模块

  特性

  DSP56800E 结构具有一系列新的特点,用于提高系统性能,降低应用成本,简化产品开发。包括以下各个方面。

  高性能:DSP56800E 支持很多的DSC应用场合。

  兼容性:向下兼容DSP56800 系列的源代码,DSP56800 只需要重新编译或者重新汇编就可以在DSP56800E 系统上执行。

  易编程性:DSP56800E 的指令助记符类似于MCU 的指令助记符,易于从传统的微控制器编程转到DSC 编程。为了优化算法的执行,DSP56800E 的指令集支持小数和整数类型。

  对高级语言的支持:C 语言编写的程序非常合适DSP56800E 结构,大部分的应用可以使用高级语言编写却不会影响DSC 的性能,灵活的指令集和编程模式使得编译代码的高效生成变为可能。

  丰富的指令集:除了支持DSC 算法的指令集,DSP56800E 还提供控制、位操作和整型处理等指令,支持多种数据类型和寻址模式。使得用户方便地生成高效、紧凑的代码。

  高代码密度:DSP56800E 基本的单字指令长度仅为16 位,而多字指令则用于更复杂的操作,达到优化的代码密度目的。DSP56800E 指令集强调的是高效控制的编程,因为在一个应用中最大的部分是这方面的操作。

  支持多任务:在DSP56800E 上执行一个实时操作系统或者简单的多任务系统将比其他的DSC 芯片更容易。DSP56800E 完全支持软件堆栈,快速的从系统堆栈中实现32 位上下文切换,基本的测试和设置指令,四优先级的软件中断。

  精确性:DSP56800E 具有精确计算的能力。

  硬件循环:DSP56800E 提供2 种类型大于0 的硬件循环。提高了性能,使得不再需要使用解开式循环技术。

  并行性:每个片上执行单元,内存设备,外围操作是独立并行处理的。由于很高的并行性,下面的操作能在1 条指令内被并行执行:

  —取下条指令

  —16 位乘16 位,并将结果和一个36 位数累加

  —可选择性进行结果取反、四舍五入以及饱和度处理

  —2 个16 位数的移动

  —无负荷的硬件循环

  —2 个地址指针的更新

  不可见的指令管道(pipeline):八级指令管道提高了系统的性能,却保持对编程者的不可见。开发者可以使用高级语言而不需要考虑到管道。

  低功耗:由于使用的是CMOS 工艺,DSP56800E 本身消耗的能量是很少的, 而且DSP56800E 支持两种更加省电模式,STOP 和WAIT 模式。电源管理模块能关闭那些逻辑上不使用的部分

  实时调试:Freescale 的加强型片上仿真技术提供了对DSP56800E 内核的状态实现了简单、低价、非入侵、速度无关的存取方式。通过使用这一技术,在不停止内核的运行情况下,编程者能完全的控制处理器的操作,能简单、高速的完成调试任务。

DSP56800E 的高效指令

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