資料介紹
DSP(Digital Signal Processor)是一種獨(dú)特的微處理器,是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號,轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號。再對數(shù)字信號進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化,并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性,而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器,是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度,是最值得稱道的兩大特色。
1.2 DSP的特點(diǎn)
DSP 芯片是模擬信號變換成數(shù)字信號以后進(jìn)行高速實(shí)時(shí)處理的專用微處理器,其處理速度比最快的 CPU 還快 10-50 倍,具有處理速度高、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比好以及速度功耗比高等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于具有實(shí)時(shí)處理要求的場合。
DSP 系統(tǒng)以 DSP 芯片為基礎(chǔ),具有以下優(yōu)點(diǎn)。
1.高速性,DSP 運(yùn)行速度高達(dá) 1000MIPS 以上
2.編程方便,可編程DSP 可使設(shè)計(jì)人員在開發(fā)過程中靈活方便的對軟件進(jìn)行修改和升級。
3.穩(wěn)定性好,DSP 系統(tǒng)以數(shù)字處理為基礎(chǔ),受環(huán)境溫度及噪聲的影響比較小,可靠性高。
4.可重復(fù)性好,數(shù)字系統(tǒng)的性能基本上不受元器件參數(shù)性能的影響,便于測試、調(diào)試和大規(guī)模生產(chǎn)。
5.集成方便,DSP 系統(tǒng)中的數(shù)字部件有高度的規(guī)范性,便于大規(guī)模集成。
6.性價(jià)比高
2 TMS320VC5402 的硬件資源
TMS320VC5402 是 TI 的第七代 DSP 產(chǎn)品之一,它具有優(yōu)化的 CPU 結(jié)構(gòu),內(nèi)部有 1 個(gè) 40 位的算術(shù)邏輯單元(包括一個(gè) 40 位的桶式移位寄存器和 2 個(gè)獨(dú)立的 40 位累加器),一個(gè) 17×17 的乘法器和一個(gè) 40 位專用加法器,16K 字 RAM 空間和 4K×16bit ROM 空間。共 20 根地址線,可尋址 64K 字?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)和 1M 字程序區(qū),具有 64K I/O 空間。處理速度為 l00M IPS ,速度高、功耗低。
TMS320VC5402 采用修正的哈佛結(jié)構(gòu)和 8 總線結(jié)構(gòu)(4 條程序/數(shù)據(jù)總線和 4條地址總線),以提高運(yùn)算速度和靈活性。在嚴(yán)格的哈佛結(jié)構(gòu)中,程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分別設(shè)在兩個(gè)存儲空間,這樣,就允許取址和執(zhí)行操作完全重疊。修正的哈佛結(jié)構(gòu)中,允許在程序和數(shù)據(jù)空間之間傳送數(shù)據(jù),從而使處理器具有在單個(gè)周期內(nèi)同時(shí)執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、位操作、乘法累加運(yùn)算以及訪問程序和數(shù)據(jù)存儲器的強(qiáng)大功能。與修正的哈佛結(jié)構(gòu)相配合, TMS320VC5402 還采用了一個(gè) 6 級深度的指令流水線,每條流水線之間彼此獨(dú)立,在任何一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)可以有 1 至 6 條不同的指令在同時(shí)工作,每條指令工作在不同的流水線上,使指令的執(zhí)行時(shí)間減小到最小和增大處理器的吞吐量。
TMS320VC5402 的硬件結(jié)構(gòu)具有硬件乘法器、8 總線結(jié)構(gòu)、功能強(qiáng)大的片內(nèi)存儲器配置和低功耗設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。因此,可以進(jìn)行高速并行處理,同時(shí),集成度高可節(jié)省硬件開銷,提高系統(tǒng)抗干擾性。它除了完成數(shù)字信號處理任務(wù)外,還可以兼顧通用單片機(jī)的操作任務(wù),因此,它是集數(shù)字信號處理與通用控制電路于一體的多功能低功耗微處理器。
綜上所述 VC5402 的 CPU 結(jié)構(gòu)特征如下。
?。?)具有高性能的改進(jìn)的哈佛總線結(jié)構(gòu),即具有三條獨(dú)立的 16bit 數(shù)據(jù)存儲器總線和一條 16bit 的程序存儲器總線。
(2)具有一個(gè) 40bit 的算術(shù)邏輯單元,包括一個(gè) 40bit 的筒形移位器和兩個(gè)獨(dú)立的加法器。
?。?)17×17bit 的并行乘法器與專用的 40bit 加法器相結(jié)合。
?。?)具有專用于 Viter bi 蝶形算法的比較、選擇、和存儲單元(CSSU)。
?。?)指數(shù)譯碼器可以在一個(gè)指令周期內(nèi)求一個(gè) 40bit 累加數(shù)的指數(shù)值,這里的指數(shù)定義為累加器中沒有數(shù)據(jù)占用的位數(shù)的個(gè)數(shù)減去 8。
(6)兩個(gè)地址發(fā)生器、八個(gè)輔助寄存器和兩個(gè)輔助寄存器算術(shù)單元(ARAU)。
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