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深入了解DSP

    DSP(digital singnal processor)是一种独特的微处理器,有自己的完整指令系统,是以数字信号来处理大量信息的器件。一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄存器以及一定数量的存储单元等等,在其外围还可以连接若干存储器,并可以与一定数量的外部设备互相通信,有软、硬件的全面功能,本身就是一个微型计算机。
    DSP采用的是哈佛设计,即数据总线和地址总线分开,使程序和数据分别存储在两个分开的空间,允许取指令和执行指令完全重叠。也就是说在执行上一条指令的同时就可取出下一条指令,并进行译码,这大大的提高了微处理器的速度。另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输,因为增加了器件的灵活性。
    其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,源源超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。
    DSP芯片,由于它运算能力很强,速度很快,体积很小,而且采用软件编程具有高度的灵活性,因此为从事各种复杂的应用提供了一条有效途径。其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下主要特点:
(1) 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法;
(2) 程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据;
(3) 片内具有快速RAM,通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问;
(4) 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持;
(5) 快速的中断处理和硬件I/O支持;
(6) 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器;
(7) 可以并行执行多个操作;
(8) 支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
    当然,与通用微处理器相比,DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。
    DSP优势在于其有独特乘法器,一个指令就可以完成乘加运算,但GPP(通用处理器)处理一般是用加法代替乘法,要n多cpu周期,尽管cpu主频很快,但还是要相当时间,这一点现在的GPP已经基本上可以做到内部单周期运算乘加指令了。
    数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息,来处理现实信号的方法,这些信号由数字序列表示。在过去的二十多年时间里,数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。