在工業(yè)領(lǐng)域，DSP將要被ARM淘汰了？ARM + DSP才是更優(yōu)解？

隨著ARM芯片技術(shù)的高速更新迭代，越來越多工業(yè)應用場景都使用ARM架構(gòu)實現(xiàn)，ARM既可跑操作系統(tǒng)（Linux、FreeRTOS等）滿足復雜應用需求，亦可跑裸機滿足高實時等應用需求。由于ARM生態(tài)系統(tǒng)十分完善，因此在人機交互、網(wǎng)絡通信、文件系統(tǒng)管理方面，有著得天獨厚的優(yōu)勢。

業(yè)界部分開發(fā)者當中，曾經(jīng)有著DSP(數(shù)字信號處理器)將要被ARM淘汰的流言。那么，DSP真的要被時代拋棄了嗎？暫且讓我們先來盤一盤DSP的特點與優(yōu)勢吧。

圖1C66x DSP結(jié)構(gòu)框圖

(1) DSP芯片一般采用的是哈佛結(jié)構(gòu)(Havard Structure)，可同時對數(shù)據(jù)和程序進行尋址，大大提高了數(shù)據(jù)處理能力，非常適合于實時信號處理。TI公司的DSP芯片結(jié)構(gòu)是改進的哈佛結(jié)構(gòu)，改進之處是在數(shù)據(jù)總線和程序總線之間進行局部的交叉連接，使得允許數(shù)據(jù)存放在程序存儲器中，并被算術(shù)運算指令直接使用，增強了芯片的靈活性。

(2) DSP擁有專門的指令集，主要是專門針對數(shù)字信號處理的，如通訊和多媒體處理。

(3) DSP采用專用的硬件乘法器以及快速的指令周期，它可在一個指令周期中同時完成一次乘法和一次加法，這非常適合快速傅立葉變換的需求。目前TI公司的C6000系列的C66x DSP處理器工作主頻可高達1.25GHz。

(4)浮點運算DSP比定點運算DSP的動態(tài)范圍要大很多。定點DSP的字長每增加1bit，動態(tài)范圍過大6dB，32bit浮點運動DSP的動態(tài)范圍可做到1536dB，不僅大大擴大了動態(tài)范圍，提高了運算精度，還大大節(jié)省了運算時間和存儲空間，為復雜算法的實時處理提供了保證。目前TI公司的C6000系列的C66x DSP處理器的浮點可高達22.4GFLOPS。

可以看到，以上DSP優(yōu)勢是ARM所不擅長的。在面對一些需要高速復雜的運算場景，DSP仍然擁有不可替代作用，特別是精密數(shù)控系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)、測試測量儀器、能源電力監(jiān)測、電力電子技術(shù)、音視頻處理等工業(yè)應用領(lǐng)域。

面對這些復雜的應用場景，既需要ARM的強大綜合處理能力，又需要DSP的強大數(shù)字信號處理能力，因此ARM + DSP也成為了工業(yè)領(lǐng)域很多產(chǎn)品的經(jīng)典架構(gòu)。而不是部分開發(fā)者所認為的ARM即將淘汰DSP，其實DSP一般都已經(jīng)和ARM架構(gòu)融合到一個SoC處理器中，各自發(fā)揮各自的優(yōu)勢，此時的DSP也更類似ARM的一個協(xié)處理器。

TI從2000年開始一直不斷推出ARM + DSP架構(gòu)SoC處理器，從以往的DM6446、DM3730、OMAPL138，到最新的AM5728、AM5708，每一款處理器都在工業(yè)應用領(lǐng)域大放光彩，成為眾多工業(yè)客戶的首選處理器。

圖2

下面詳細介紹下TI最新ARM + DSP處理器AM5708/AM5728，它們分別由ARM Cortex-A15 +浮點DSP C66x構(gòu)成。

芯片硬件資源對比

表 2

創(chuàng)龍科技基于AM5708、AM5728設計的兩款工業(yè)評估板TL570x-EVM、TL5728-EasyEVM，由核心板和評估底板組成。核心板經(jīng)過專業(yè)的PCB Layout和高低溫測試驗證，穩(wěn)定可靠，可滿足運動控制、工業(yè)PC、機器視覺、智能電力、視頻監(jiān)測等工業(yè)應用環(huán)境。

* AM5708

圖3SOM-TL570x核心板

圖4TL570x-EVM開發(fā)板

* AM5728

圖5SOM-TL5728核心板

圖6TL5728-EasyEVM開發(fā)板