dsp技術(shù)原理及應(yīng)用教程(編輯修改稿)
2025-06-15 10:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 級。 高速數(shù)據(jù)的傳輸能力是 DSP高速實(shí)時處理的關(guān)鍵之一 。新型的 DSP設(shè)置了單獨(dú)的 DMA總線及其控制器 ， 在不影響或基本不影響 DSP處理速度的情況下 ， 作并行的數(shù)據(jù)傳送 ， 傳送速率可達(dá)每秒百兆字節(jié) 。 DSP內(nèi)部有流水線 ， 它在指令并行 、 功能單元并行 、 多總線 、時鐘頻率提高等方面不斷創(chuàng)新和改進(jìn) 。 因此 ， DSP與單片機(jī) 、 嵌入式微處理器相比 ， 在 內(nèi)部功能單元并行 、 多 DSP核并行 、 速度快 、 功耗小 、 完成各種 DSP算法 方面尤為突出 。 單片機(jī) 也稱微控制器或嵌入式控制器 ， 它是為中 、 低成本控制領(lǐng)域而設(shè)計和開發(fā)的 。 單片機(jī)的位控能力強(qiáng) ， I/O接口種類繁多 ， 片內(nèi)外設(shè)和控制功能豐富 、 價格低 、 使用方便 ， 但與 DSP相比 ， 處理速度較慢 。 DSP具有的高速并行結(jié)構(gòu)及指令 、 多總線 ， 單片機(jī)卻沒有 。DSP處理的 算法的復(fù)雜度 和 大的數(shù)據(jù)處理流量更是單片機(jī)不可企及的 。 嵌入式微處理器 的基礎(chǔ)是通用計算機(jī)中的 CPU（ 微處理器 ） ， 是嵌入式系統(tǒng)的核心 。 為滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求 ， 嵌入式微處理器雖然在功能上和標(biāo)準(zhǔn) 微處理器基本是一樣的 ， 但在工作溫度 、 抗電磁干擾 、可靠性等方面一般都做了各種增強(qiáng) 。 與工業(yè)控制計算機(jī)相比 ， 嵌入式微處理器 具有體積小 、 質(zhì)量輕 、成本低 、 可靠性高的優(yōu)點(diǎn) ， 但是在電路板上必須包括 ROM、 RAM、 總線接口 、 各種外設(shè)等器件 ， 從而 降低了系統(tǒng)的可靠性 ， 技術(shù)保密性也較差 。 DSP、 單片機(jī)以及嵌入式微處理器三者各有所長 ，技術(shù)的發(fā)展使得 DSP、 單片機(jī) 、 嵌入式微處理器 相互借鑒對方的優(yōu)點(diǎn) ， 互相取長補(bǔ)短 。 DSP的基本結(jié)構(gòu)及主要特征 DSP是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器，為了達(dá)到快速進(jìn)行數(shù)字信號處理的目的， DSP的 總線結(jié)構(gòu)大都采用了 程序 和 數(shù)據(jù) 分開的形式， 并具有 流水線操作 的功能，單周期完成乘法的硬件乘法器以及一套適合數(shù)字信號處理運(yùn)算的 指令集 。 DSP的 基本結(jié)構(gòu) 及 主要特征 如下。 1．程序和數(shù)據(jù)分開的 哈佛結(jié)構(gòu) 就是將程序和數(shù)據(jù)存儲在兩個不同的存儲空間中。 程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器空間分別獨(dú)立編址。 傳統(tǒng)的馮 .諾依曼結(jié)構(gòu) 是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器共用 一個公共的存儲空間和單一的地址和數(shù)據(jù)總線 ，程序和數(shù)據(jù)都從同一數(shù)據(jù)線輸出， 依靠 指令計數(shù)器中提供的地址 來區(qū)分 是指令、數(shù)據(jù)還是地址。 取指令 和 取數(shù)據(jù) 都訪問同一存儲器空間、使用同一數(shù)據(jù)線，所以讀程序和取指令不能同時進(jìn)行，數(shù)據(jù)的吞吐率低。 在哈佛結(jié)構(gòu)中，由于程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器 分開，即每個存儲器空間獨(dú)立編址、獨(dú)立訪問 ，并 具有獨(dú)立的程序總線和數(shù)據(jù)總線，取指令 執(zhí)行指令能完全重疊進(jìn)行。 現(xiàn)在的 DSP普遍采用 改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu) ，其 結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)如下： （ 1）允許數(shù)據(jù)存放在程序存儲器中， 并被算術(shù)指令運(yùn)算指令直接使用 ，增強(qiáng)了靈活性。 （ 2） 指令存儲在 高速緩沖器 (Cache)中，當(dāng)執(zhí)行本指令時，不需要再從存儲器中讀取指令， 節(jié)省一個機(jī)器周期的時間 。 2．流水線操作 由于 DSP芯片采用多組總線結(jié)構(gòu)，允許 CPU同時進(jìn)行指令和數(shù)據(jù)的訪問。因此，可執(zhí)行 流水線 操作。 執(zhí)行一條指令， 要 經(jīng)過 取指、譯碼、取數(shù)、執(zhí)行 運(yùn)算，需要若干個指令周期才能完成。 流水線技術(shù)是將各個步驟重疊起來進(jìn)行 。即第一條指令取指、譯碼時
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