[工學(xué)]第1章數(shù)字信號處理和dsp系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-04-17 22:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 tinguish 2022/4/16 東華理工大學(xué)信息與電子工程學(xué)院 25 存儲器結(jié)構(gòu) ? 結(jié)構(gòu)分為兩大類： – 馮 諾依曼結(jié)構(gòu) – 哈佛結(jié)構(gòu) ? DSP采用了程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器空間分開的哈佛結(jié)構(gòu)和多套地址、數(shù)據(jù)總線 外部管理數(shù)據(jù)總線 外部管理地址總線 數(shù)據(jù)總線 數(shù)據(jù)地址總線 程序數(shù)據(jù)總線 程序地址總線 CPU I/O口 ROM 串行接口 RAM 并行接口 外部存儲 器接口 哈佛結(jié)構(gòu) 外部管理數(shù)據(jù)總線 外部管理地址總線 數(shù)據(jù)總線 數(shù)據(jù)地址總線 程序數(shù)據(jù)總線 程序地址總線 2022/4/16 東華理工大學(xué)信息與電子工程學(xué)院 26 流水線 ? 流水線結(jié)構(gòu) 將指令的執(zhí)行分解為 取指、譯碼、取操作數(shù) 和 執(zhí)行 等幾個階段 TMS320C54xx DSP 采用 6級 流水線 –TMS320C6xxx DSP 采用 8級 流水線 –TMS320C55xx DSP的流水線分為 ?指令流水線 ?執(zhí)行流水線 2022/4/16 東華理工大學(xué)信息與電子工程學(xué)院 27 ?硬件乘法累加單元 ?零開銷循環(huán) 指循環(huán)計數(shù)、條件轉(zhuǎn)移等 循環(huán)機(jī)制由專門硬件控 制，而處理器不用花費(fèi)任 何時間 ?特殊的尋址方式 DSP支持循環(huán)尋址和位 倒序?qū)ぶ? ?高效的特殊指令 FIRSADD指令 — 對稱 結(jié)構(gòu) FIR濾波算法 LMS指令 — LMS算法 ?豐富的片內(nèi)外設(shè) 2022/4/16 東華理工大學(xué)信息與電子工程學(xué)院 28 德州儀器公司的 DSP產(chǎn)品 ? DSP器件可以分為三類 – 工業(yè)控制領(lǐng)域 – 低成本嵌入式應(yīng)用系統(tǒng) – 需要用復(fù)雜算法對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的應(yīng)用 ? 德州儀器公司的三代 DSP產(chǎn)品 –TMS320C1x –TMS320C2x、 3x、 4x –TMS320C5x 2022/4/16 東華理工大學(xué)信息與電子工程學(xué)院 29 ? 德州儀器公司的 DSP產(chǎn)品 –C24x系列和 C28x系列 主要用于電機(jī)控制領(lǐng)域 –C62x系列和 C64x系列 采用了增強(qiáng)型超長指令字結(jié)構(gòu)，改進(jìn)了流水線結(jié)構(gòu)， 支持 32位或 64位寬度存儲器訪問，最高處理能力已 經(jīng)達(dá)到 9600MIPS –C67x系列和 C33 浮點數(shù)字信號處理器系列 –C54x系列和 C55x系列 低功耗 16位定點數(shù)字信號處理器 2022/4/16 東華理工大學(xué)信息與電子工程學(xué)院 30 DSP芯片的選擇 運(yùn)算速度 DSP芯片是否符合應(yīng)用要求，運(yùn)算速度是非常關(guān)鍵的。常見的運(yùn)算速度指標(biāo)有如下幾種： （ 1）指令周期： 執(zhí)行一條指令所需的最短時間，數(shù)值等于主頻的倒數(shù)；指令周期通常以 ns（納秒）為單位。例如，運(yùn)行在200MHz的 TMS320VC5510的指令周期為 5ns （ 2） MIPS： 每秒百萬條指令數(shù)。 （ 3） MOPS： 每秒百萬次操作數(shù)。 （ 4） MFLOPS： 每秒百萬次浮點操作數(shù) （ 5） BOPS： 每秒十億次操作數(shù)。 （ 6） MAC時間： 一次乘法累加操作花費(fèi)的時間。大部分 DSP芯片可在一個指令周期內(nèi)完成 MAC操作。 （ 7） FFT執(zhí)行時間： 完成 N點 FFT所需的時間。 FFT運(yùn)算是數(shù)字信號處理中的典型算法而且應(yīng)用很廣，因此該指標(biāo)常用于衡量 DSP芯片的運(yùn)算能力
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