DSP是Digital Signal Processing的縮寫，表示數(shù)字信號處理器，信息化的基礎是數(shù)字化，數(shù)字化的核心技術之一是數(shù)字信號處理，數(shù)字信號處理的任務在很大程度上需要由DSP器件來完成，DSP技術已成為人們?nèi)找骊P注的并得到迅速發(fā)展的前沿技術。
ARM(Advanced RISC Machines)是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關技術及軟件。技術具有性能高、成本低和能耗省的特點。適用于多種領域，比如嵌入控制、消費/教育類多媒體、DSP和移動式應用等。
DSP(digital singnal processor)是一種獨特的微處理器，有自己的完整指令系統(tǒng)，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。一個數(shù) 字信號處理器在一塊不大的芯片內(nèi)包括有控制單元、運算單元、各種寄存器以及一定數(shù)量的存儲單元等等，在其外圍還可以連接若干存儲器，并可以與一定數(shù)量的外 部設備互相通信，有軟、硬件的全面功能，本身就是一個微型計算機。DSP采用的是哈佛設計，即數(shù)據(jù)總線和地址總線分開，使程序和數(shù)據(jù)分別存儲在兩個分開的 空間，允許取指令和執(zhí)行指令完 全重疊。也就是說在執(zhí)行上一條指令的同時就可取出下一條指令，并進行譯碼，這大大的提高了微處理器的速度 。另外還允許在程 序空間和數(shù)據(jù)空間之間進行傳輸，因為增加了器件的靈活性。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)字信號進行修改、刪除、強化，并在其 他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(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，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器， 是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。由于它運算能力很強，速度很快，體積很小，而且采用 軟件編程具有高度的靈活性，因此為從事各種復雜的應用提供了一條有效途徑。
DSP芯片的特點
(1)DSP芯片內(nèi)部設計基于改進的哈佛架構(gòu)(Havard Structure)，在DSP問世之前，傳統(tǒng)的處理器采用的是馮諾依曼架構(gòu)(Von Neumann)，即共用數(shù)據(jù)地址總線及存儲空間。而在哈佛結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)總線和地址總線相互獨立，分別訪問其數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器，這種架構(gòu)最大的特點在于在某一時刻可同時對數(shù)據(jù)和程序分別尋址，極大提高了數(shù)據(jù)處理能力。在此基礎上，TI公司對哈佛架構(gòu)進行了深度優(yōu)化改進，使其DSP芯片中的數(shù)據(jù)總線和程序總線可實現(xiàn)部分交叉連接，這一優(yōu)化，可將數(shù)據(jù)存放至程序存儲器中，進而可直接被算數(shù)運算器尋址調(diào)用，擴展了DSP 芯片的機動性，同時，改進的哈佛結(jié)構(gòu)可將程序置于高速Cache中，極大地節(jié)省了從程序存儲器加載程序所消耗的時間，有效提升了數(shù)字信號的處理速度。
(2)DSP芯片采用流水線技術。通常在一條指令執(zhí)行過程中，需要取址、譯碼、取操作數(shù)和執(zhí)行等幾個動作節(jié)拍分時進行，而在DSP流水線中，各個指令節(jié)拍操作可在同一時刻重疊執(zhí)行，從而實現(xiàn)多條指令并行執(zhí)行，協(xié)同操作，縮短指令執(zhí)行所占時間，極大提升了程序的運算效率和數(shù)據(jù)的吞吐量。
(3)專用的硬件乘法器。在一般的微處理器上，算數(shù)邏輯單元(ALU)對兩個操作數(shù)只能完成加減法以及邏輯運算等操作，而乘法和除法運算只能通過加法累加或是移位操作來進行，而數(shù)字信號運算常常涉及到大量的乘法和累加計算，造成其運算效率十分低下。對于DSP芯片來說，其內(nèi)核中添加了專用于乘法操作的硬件乘法器，使之乘法運算可在很短的指令周期內(nèi)完成。例如，TI公司出品的C6000系列DSP中，設計了兩個專用硬件乘法器，執(zhí)行16位數(shù)據(jù)相乘操作僅需兩個指令周期。
(4)多機并行處理機制和架構(gòu)。DSP芯片內(nèi)部集成多個功能單元(乘法器、ALU、DMA 控制器等)，可在同一周期中，并行執(zhí)行不同操作。為進一步提升運算能力，當代 DSP 芯片還添加超長指令字結(jié)構(gòu)VLIW結(jié)構(gòu)、單指令多數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(SIMD)及多內(nèi)核結(jié)構(gòu)處理芯片等，這些處理機制與架構(gòu)極大提升了DSP芯片的處理性能。
(5)高電流、低電壓設計。當DSP芯片工作速率達到極值時，其內(nèi)部工作電流可達到1A左右，甚至更高。與此同時，為了減少源于高電流導致的高功耗問題，DSP芯片內(nèi)核工作電壓可降至1.8V，甚至更低，從而整體維持DSP芯片的低功耗工作。
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