【正文】 編輯、編譯、鏈接和調(diào)試等諸多功能，而且支持 C/C++和匯編的混合編程。 DSP芯片的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 （ 7） 開發(fā)工具 具有較完善的軟件和硬件開發(fā)工具，如：軟件仿真器Simulator、在線仿真器 Emulator、 C編譯器和集成開發(fā)環(huán)境 CCS等，給開發(fā)應(yīng)用帶來很大方便。 （ 6） 運算精度和動態(tài)范圍 DSP的字長從 8位已增加到 32位，累加器的長度也增加到 40位，從而提高了運算精度。如 C6713執(zhí)行一次 1024點復(fù)數(shù) FFT運算的時間只有 66?s。 （ 3） 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 目前， DSP內(nèi)部均采用多總線、多處理單元和多級流水線結(jié)構(gòu)，加上完善的接口功能，使 DSP的系統(tǒng)功能、數(shù)據(jù)處理能力和與外部設(shè)備的通信功能都有了很大的提高。 （ 2） 存儲器容量 早期的 DSP芯片，其片內(nèi)程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器只有幾百個單元?，F(xiàn)在的 DSP芯片普遍采用 ?m或 ?m亞微米的 CMOS工藝。 DSP芯片的分類 DSP芯片的應(yīng)用 隨著 DSP芯片價格的下降，性能價格比的提高， DSP芯片具有巨大的應(yīng)用潛力。 若數(shù)據(jù)以浮點格式工作的 —— 浮點 DSP芯片。 DSP芯片的分類 2．按數(shù)據(jù)格式分類 根據(jù)芯片工作的數(shù)據(jù)格式 ， 按其精度或動態(tài)范圍 ， 可將通用 DSP劃分為定點 DSP和浮點 DSP兩類 。 專用型 DSP芯片： 是為特定的 DSP運算而設(shè)計，通常只針對某一種應(yīng)用，相應(yīng)的算法由內(nèi)部硬件電路實現(xiàn)，適合于數(shù)字濾波、 FFT、卷積和相關(guān)算法等特殊的運算。 在眾多的 DSP芯片中 ，可以按照下列 2種方式進行分類： 1. 按用途分類 2. 按數(shù)據(jù)格式分類 1. 按用途分類 按照用途，可將 DSP芯片分為通用型和專用型兩大類。 如： TMS320C40提供了 6個用于處理器間高速通信的 32位專用通信接口 ， 使處理器之間可直接對通 ， 應(yīng)用靈活 、 使用方便； 8．省電管理和低功耗 DSP功耗一般為 ~4W，若采用低功耗技術(shù)可使功耗降到 ，可用電池供電，適用于便攜式數(shù)字終端設(shè)備。 6．硬件配置強 新一代的 DSP芯片具有較強的接口功能，除了具有串行口、定時器、主機接口（ HPI）、 DMA控制器、軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器等片內(nèi)外設(shè)外，還配有中斷處理器、 PLL、片內(nèi)存儲器、測試接口等單元電路，可以方便地構(gòu)成一個嵌入式自封閉控制的處理系統(tǒng)。 DSP芯片的特點 5．快速的指令周期 由于采用哈佛結(jié)構(gòu)、流水線操作、專用的硬件乘法器、特殊的指令以及集成電路的優(yōu)化設(shè)計，使指令周期可在 20ns以下。 4. 具有特殊的 DSP指令 為了滿足數(shù)字信號處理的需要，在 DSP的指令系統(tǒng)中，設(shè)計了一些完成特殊功能的指令。如： ???niii xay1 DSP芯片的特點 T1 T2 T3 T4 時 鐘 取 指 令 指令譯碼 取操作數(shù) 執(zhí)行指令 四級流水線操作 N N1 N2 N3 N+1 N N1 N2 N+2 N+1 N N1 N+3 N+2 N+1 N 3. 配有專用的硬件乘法 累加器 為了適應(yīng)數(shù)字信號處理的需要，當前的 DSP芯片都配有專用的硬件乘法 累加器，可在一個周期內(nèi)完成一次乘法和一次累加操作，從而可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的乘法 累加操作。 DSP芯片的特點 2．采用流水線技術(shù) 每條指令可通過片內(nèi)多功能單元完成取指、譯碼、取操作數(shù)和執(zhí)行等多個步驟，實現(xiàn)多條指令的并行執(zhí)行，從而在不提高系統(tǒng)時鐘頻率的條件下減少每條指令的執(zhí)行時間。其特點如下： ① 允許在程序空間和數(shù)據(jù)空間之間相互傳送數(shù)據(jù)，使這些數(shù)據(jù)可以由算術(shù)運算指令直接調(diào)用，增強芯片的靈活性； ② 提供了存儲指令的高速緩沖器（ cache）和相應(yīng)的指令，當重復(fù)執(zhí)行這些指令時，只需讀入一次就可連續(xù)使用，不需要再次從程序存儲器中讀出，從而減少了指令執(zhí)行作需要的時間。諾伊曼結(jié)構(gòu) CPU I/O口 ROM 串行接口 RAM 并行接口 外部存儲 器接口 地址總線 AB 數(shù)據(jù)總線 DB DSP芯片的特點 （ 2）哈佛（ Harvard）結(jié)構(gòu) 該結(jié)構(gòu)采用雙存儲空間，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開，有各自獨立的程序總線和數(shù)據(jù)總線，可獨立編址和獨立訪問，可對程序和數(shù)據(jù)進行獨立傳輸，使取指令操作、指令執(zhí)行操作、數(shù)據(jù)吞吐并行完成，大大地提高了數(shù)據(jù)處理能力和指令的執(zhí)行速度，非常適合于實時的數(shù)字信號處理。 當進行高速運算時，不但不能同時進行取指令和取操作數(shù)，而且還會造成數(shù)據(jù)傳輸通道的瓶頸現(xiàn)象，其工作速度較慢。 (1) 馮 除了具備普通微處理器所強調(diào)的高速運算和控制能力外，針對實時數(shù)字信號處理的特點， DSP在結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、指令流程上作了很大的改進，其主要特點如下： 1．采用哈佛結(jié)構(gòu) DSP芯片普遍采用數(shù)據(jù)總線和程序總線分離的哈佛結(jié)構(gòu)或改進的哈佛結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)處理器的馮 軟件方面主要是綜合開發(fā)平臺的完善，使 DSP的應(yīng)用開發(fā)更加靈活方便。 目前， DSP芯片的發(fā)展非常迅速。尤其是各種通用外設(shè)集成到片上，大大地提高了數(shù)字信號處理能力。T公司的DSP32等。 20世紀 80年代后期，以 TI公司的 TMS320C30為代表的第三代 DSP芯片問世，伴隨著運算速度的進一步提高，其應(yīng)用范圍逐步擴大到通信、計算機領(lǐng)域。 第二階段， DSP的成熟階段（ 1990年前后） 這個時期的 DSP器件在硬件結(jié)構(gòu)上更適合數(shù)字信號處理的要求，能進行硬件乘法、硬件 FFT變換和單指令濾波處理，其單指令周期為 80~100ns。 這個時期的代表性器件主要有： Intel2920（ Intel）、?PD7720（ NEC）、 TMS32022（ TI）、 DSP16（ ATamp。 1979年美國 Intel公司發(fā)布了商用可編程 DSP器件 Intel2920,由于內(nèi)部沒有單周期的硬件乘法器，使芯片的運算速度、數(shù)據(jù)處理能力和運算精度受到了很大的限制。 DSP芯片的發(fā)展概況 DSP芯片誕生于 20世紀 70年代末，至今已經(jīng)得到了突飛猛進的發(fā)展，并經(jīng)歷了以下三個階段。直到 20年及 80年代初，世界上第一塊單片可編程 DSP芯片的誕生，才使理論研究成果廣泛應(yīng)用到實際的系統(tǒng)中，并且推動了新的理論和應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。數(shù)字信號處理的實現(xiàn)一般有以下幾種方法： 數(shù)字信號處理 可編程 DSP芯片 可編程 DSP芯片是一種特別適合于進行數(shù)字信號處理運算的微處理器，主要用于實時快速實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理的算法。一般說來， DSP核是通用 DSP器件中的 CPU部分，再配上用戶所需的存儲器 (包括 Cache、RAM、 ROM、 flash、 EPROM)和外設(shè) (包括串口、并口、主機接口、 DMA、定時器等 )，組成用戶的 ASIC。用戶無需編程，但專用性強，應(yīng)用受到限制； ⑥ 用基于通用 DSP核的 ASIC芯片實現(xiàn)。不適合于嵌入式應(yīng)用，專用性強，應(yīng)用受到限制； ③ 用單片機實現(xiàn)，用于不太復(fù)雜的數(shù)字信號處理。 近幾年來，數(shù)字信號處理的理論和方法得到了迅速的發(fā)展，諸如：語音與圖像的壓縮編碼、識別與鑒別，信號的調(diào)制與解調(diào)、加密和解密，信道的辨識與均衡，智能天線，頻譜分析等各種快速算法都成為研究的熱點、并取得了長足的進步，為各種實時處理的應(yīng)用提供了算法基礎(chǔ)。前者是理論和計算方法上的技術(shù) ,后者是指實現(xiàn)這些技術(shù)的通用或?qū)Ｓ每删幊涛⑻幚砥餍酒Ｋc網(wǎng)絡(luò)理論、信號與系統(tǒng)、控制理論、通信理論、故障診斷等密切相關(guān)。 數(shù)字信號處理是以眾多學(xué)科為理論基礎(chǔ)，它所涉及的范圍極其廣泛。第一章 DSP概述 第一章 DSP概述 數(shù)字信號處理 可編程 DSP芯片 DSP系統(tǒng) DSP產(chǎn)品簡介 數(shù)字信號處理 數(shù)字信號處理（簡稱 DSP）是一門涉及多門學(xué)科并廣泛應(yīng)用于很多科學(xué)和工程領(lǐng)域的新興學(xué)科。 數(shù)字信號處理是利用計算機或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字的形式對信號進行分析、采集、合成、變換、濾波、估算、壓縮、識別等加工處理，以便提取有用的信息并進行有效的傳輸與應(yīng)用。如數(shù)學(xué)領(lǐng)域中的微積分、概率統(tǒng)計、隨機過程、數(shù)字分析等都是數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)工具。 DSP可以代表數(shù)字信號處理技術(shù)（ Digital Signal Processing） ,也可以代表數(shù)字信號處理器（ Digital Signal Processor）。 數(shù)字信號處理包括兩個方面的內(nèi)容 : 1．算法的研究 2． 數(shù)字信號處理的實現(xiàn) 數(shù)字信號處理 1．算法的研究 算法的研究是指如何以最小的運算量和存儲器的使用量來完成指定的任務(wù)，如 20世紀 60年代出現(xiàn)的快速傅里葉變換（ FFT），使數(shù)字信號處理技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。 數(shù)字信號處理 ① 在通用計算機（ PC機）上用軟件（如 Fortran、 C語言）實現(xiàn)，但速度慢，不