采用集成DSP与微处理器内核的嵌入式系统应用

带有集成 DSP 功能与特性的架构

NEON SIMD 指令能并行处理 16 个元件，这加速了媒体及 DSP 应用。有关指令与内核密切配合(如图 2 所示)，这种集成技术使我们能统一查看与 ARM 内核共享的存储器的情况，从而能使用统一的指令流，明确统一的平台目标，进而加速整体应用开发进程。


图 2 ARM NEON 架构

这种架构对 3G 手机等特定应用而言非常适用。就这种应用来说，DSP 数据引擎可用于视频编码等专门的处理工作，而集成了NEON DSP 功能的 ARM 内核则可用于音视频解码，RISC 处理引擎则可用于用户界面及协议栈处理等。

三内核架构(如图 3 所示)将类似于 MCU 的 RISC 负载/存储型架构与类似 DSP 的 Harvard 存储器架构结合在一起，地址总线均为 32 位宽。程序与数据存储器总线为 64 位宽。内核本身不包含任何存储器，不过可由设计人员定制。超标量架构包括 32 位定点数据通路、负载/存储单元及程序控制单元等。该设备每个循环能执行多达三个指令(数据通路指令、负载/存储指令以及指定回路的指令)，这适合高性能DSP应用的需求。


图3 三内核构架

有关设备还支持各种 DSP 寻址模式，其中包括带前后增量的寄存器间接寻址、索引寻址、循环(自动模数)寻址及位翻转寻址等。位翻转技术对译出FFT算法的输入输出很有用，这是常见的DSP操作。此外还支持零开销硬件循环。

总之，采用集成 RISC/DSP 处理器支持实时嵌入式系统的优势在于：

*不影响DSP与微控制器性能的条件下，单个架构完美集成了DSP与微控制器的功能与特性；
*速任务切换功能使集成内核能像虚拟处理器一样工作，并在DSP与微控制器任务间实现快速切换，有时仅需几个时钟周期；
*大的片上存储器块(RAM 与 ROM)有助于提高系统性能并降低功耗；
*成架构无需额外的粘接逻辑便可直接控制片上外设。