《DSP芯片介绍及其选型olp》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DSP芯片介绍及其选型olp（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、引言 DSP芯芯片也称称数字信信号处理理器，是是一种特特别适合合于进行行数字信信号处理理运算的的微处理理器具，其其主机应应用是实实时快速速地实现现各种数数字信号号处理算算法。根根据数字字信号处处理的要要求，DDSP芯芯片一般般具有如如下主要要特点： （1）在在一个指指令周期期内可完完成一次次乘法和和一次加加法；（2）程程序和数数据空间间分开，可可以同时时访问指指令和数数据；（3）片片内具有有快速RRAM，通通常可通通过独立立的数据据总线在在两块中中同时访访问；（4）具具有低开开销或无无开销循循环及跳跳转的硬硬件支持持；（5）快快速的中中断处理理和硬件件I/OO支持；（6）具具有在单单周期内内操
2、作的的多个硬硬件地址址产生器器；（7） 可以并并行执行行多个操操作； （8）支支持流水水线操作作，使取取指、译译码和执执行等操操作可以以重叠执执行。在我们设设计DSSP应用用系统时时， DDSP芯芯片选型型是非常常重要的的一个环环节。在在DSPP系统硬硬件设计计中只有有选定了了DSPP芯片，才才能进一一步设计计其外围围电路及及系统的的其他电电路。因因此说，DDSP芯芯片的选选择应根根据应用用系统的的实际需需要而确确定，做做到既能能满足使使用要求求，又不不浪费资资源，从从而也达达到成本本最小化化的目的的。DSP实实时系统统设计和和开发流流程如图图1所示示。主要DSSP芯片片厂商及及其产品品 德州
3、仪器器公司众所周知知，美国国德州仪仪器（TTexaasInnstrrumeentss，TII）是世世界上最最知名的的DSPP芯片生生产厂商商，其产产品应用用也最广广泛，TTI公司司生产的的TMSS3200系列DDSP芯芯片广泛泛应用于于各个领领域。TTI公司司在19982年年成功推推出了其其第一代代DSPP芯片TTMS3320110，这这是DSSP应用用历史上上的一个个里程碑碑，从此此，DSSP芯片片开始得得到真正正的广泛泛应用。由由于TMMS3220系列列DSPP芯片具具有价格格低廉、简简单易用用、功能能强大等等特点，所所以逐渐渐成为目目前最有有影响、最最为成功功的DSSP系列列处理器器。目
4、前前，TII公司在在市场上上主要有有三大系系列产品品：（11）面向向数字控控制、运运动控制制的TMMS3220C220000系列，主主要包括括TMSS3200C244x/FF24xx、TMMS3220LCC2400x/LLF2440x、TTMS3320CC24xxA/LLF2440xAA、TMMS3220C228xxx等。（22）面向向低功耗耗、手持持设备、无无线终端端应用的的TMSS3200C50000系系列，主主要包括括TMSS3200C544x、TTMS3320CC54xxx、TTMS3320CC55xx等。（33）面向向高性能能、多功功能、复复杂应用用领域的的TMSS3200C6000
5、0系系列，主主要包括括TMSS3200C622xx、TTMS3320CC64xxx、TTMS3320CC67xxx等。美国模拟拟器件公公司ADI公公司在DDSP芯芯片市场场上也占占有一定定的份额额，相继继推出了了一系列列具有自自己特点点的DSSP芯片片，其定定点DSSP芯片片有ADDSP221011/21103/21005、AADSPP21111/221155、ADDSP221266/21162/21664、AADSPP21227/221811 、AADSPP-BFF5322以及BBlacckfiin系列列，浮点点DSPP芯片有有ADSSP2110000/2110200、ADDSP221066
6、0/2210662，以以及虎鲨鲨TS1101，TTS2001S。Motoorolla公司司Motoorolla 公公司推出出的DSSP芯片片比较晚晚。 119866年该公公司推出出了定点点DSPP 处理理器MCC560001；19990年，又又 推出出了与IIEEEE浮点格格式兼容容的的浮浮点DSSP芯片片MC9960002。还有DSSP5336111、166位DSSP5668000、244位的DDSP5563XXX和MMSC881011等产品品。杰尔公司司杰尔公司司的SCC10000和SC220000两大系系列的嵌嵌入式DDSP内内核，主主要面向向电信基基础设施施、移动动通信、多多媒体服服务
7、器及及其它新新兴应用用。DSP芯芯片的选选型参数数根据应用用场合和和设计目目标的不不同，选选择DSSP芯片片的侧重重点也各各不相同同，其主主要参数数包括以以下几个个方面： （11）运算算速度：首先我我们要确确定数字字信号处处理的算算法，算算法确定定以后其其运算量量和完成成时间也也就大体体确定了了，根据据运算量量及其时时间要求求就可以以估算DDSP芯芯片运算算速度的的下限。在在选择DDSP芯芯片时，各各个芯片片运算速速度的衡衡量标准准主要有有：MIPSS(Miilliionss off Innstrructtionns PPer Seccondd)，百百万条指指令/秒秒，一般般DSPP为2001
8、000MIIPS，使使用超长长指令字字的TMMS3220B22XX为为24000MIIPS。必必须指出出的是这这是定点点DSPP芯片运运算速度度的衡量量指标，应应注意的的是，厂厂家提供供的该指指标一般般是指峰峰值指标标，因此此，系统统设计时时应留有有一定的的裕量。 MOPPS(MMilllionns oof OOperratiionss Peer SSecoond)，每秒秒执行百百万操作作。这个个指标的的问题是是什么是是一次操操作，通通常操作作包括CCPU操操作外，还还包括地地址计算算、DMMA访问问数据传传输、II/O操操作等。一一般说MMOPSS越高意意味着乘乘积-累累加和运运算速度度越快
9、。MMOPSS可以对对DSPP芯片的的性能进进行综合合描述。MFLOOPS（MMilllionn Flloattingg Poointt Opperaatioons Perr Seeconnd），百百万次浮浮点操作作/秒，这这是衡量量浮点DDSP芯芯片的重重要指标标。例如如TMSS3200C311在主频频为400MHzz时，处处理能力力为400MFLLOPSS，TMMS3220C667011在指令令周期为为6nss时，单单精度运运算可达达1GFFLOPPS。浮浮点操作作包括浮浮点乘法法、加法法、减法法、存储储等操作作。应注注意的是是，厂家家提供的的该指标标一般是是指峰值值指标，因因此，系系统设
10、计计时应注注意留有有一定的的裕量。 MBPSS(Miilliion Bitt Peer SSecoond)，它是是对总线线和I/O口数数据吞吐吐率的度度量，也也就是某某个总线线或I/O的带带宽。例例如对TTMS3320CC6XXXX、2200MMHz时时钟、332biit总线线时，总总线数据据吞吐率率则为8800MMbytte/ss或64400MMBPSS。ACCS（MMulttiplly-AAccuumullatees PPer Seccondd），例例如TMMS3220C66XXXX乘加速速度达3300MMMACCS6600MMMACCS。指令周期期，即执执行一条条指令所所需的时时间，通通
11、常以nns（纳纳秒）为为单位，如如TMSS3200LC5549-80在在主频为为80MMHz是是的指令令周期为为12.5nss。MAAC时间间，执行行一次乘乘法和加加法运算算所花费费的时间间：大多多数DSSP芯片片可以在在一个指指令周期期内完成成一次MMAC运运算。FFT/FIRR执行时时间，运运行一个个N点FFFT或或N点FFIR程程序的运运算时间间。由于于FFTT运算/FIRR运算是是数字信信号处理理的一个个典型算算法，因因此，该该指标可可以作为为衡量芯芯片性能能的综合合指标。表1是基基于上述述某些参参数对一一些DSSP芯片片所作的的比较。（2）运运算精度度： 一一般情况况下，浮浮点DSS
12、P芯片片的运算算精度要要高于定定点DSSP芯片片的运算算精度，但但是功耗耗和价格格也随之之上升。一一般定点点DSPP芯片的的字长为为16位位、244位或者者32位位，浮点点芯片的的字长为为32位位。累加加器一般般都为332位或或40位位。 定定点DSSP的特特点是主主频高、速速度快、成成本低、功功耗小，主主要用于于计算复复杂度不不高的控控制、通通信、语语音/图图像、消消费电子子产品等等领域。通通常可以以用定点点器件解解决的问问题，尽尽量用定定点器件件，因为为它经济济、速度度快、成成本低，功功耗小。但但是在编编程时要要关注信信号的动动态范围围，在代代码中增增加限制制信号动动态范围围的定标标运算，
13、虽虽然我们们可以通通过改进进算法来来提高运运算精度度，但是是这样做做会相应应增加程程序的复复杂度和和运算量量。浮点点DSPP的速度度一般比比定点DDSP处处理速度度低，其其成本和和功耗都都比定点点DSPP高，但但是由于于其采用用了浮点点数据格格式，因因而处理理精度，动动态范围围都远高高于定点点DSPP，适合合于运算算复杂度度高，精精度要求求高的应应用场合合；即使使是一般般的应用用，在对对浮点DDSP进进行编程程时，不不必考虑虑数据溢溢出和精精度不够够的问题题，因而而编程要要比定点点DSPP方便、容容易。因因此说，运运算精度度要求是是一个折折衷的问问题，需需要根据据经验等等来确定定一个最最佳的结
14、结合点。 （3）字字长的选选择：一一般浮点点DSPP芯片都都用322位的数数据字，大大多数定定点DSSP芯片片是166位数据据字。而而Mottoroola公公司定点点芯片用用24位位数据字字，以便便在定点点和浮点点精度之之间取得得折衷。字字长大小小是影响响成本的的重要因因素，它它影响芯芯片的大大小、引引脚数以以及存储储器的大大小，设设计时在在满足性性能指标标的条件件下，尽尽可能选选用最小小的数据据字。 (4)存储器器等片内内硬件资资源安排排：包括括存储器器的大小小，片内内存储器器的数量量，总线线寻址空空间等。片片内存储储器的大大小决定定了芯片片运行速速度和成成本，例例如TII公司同同一系列列的
15、DSSP芯片片，不同同种类芯芯片存储储器的配配置等硬硬件资源源各不相相同。通通过对算算法程序序和应用用目标的的仔细分分析可以以大体判判定对DDSP芯芯片片内内资源的的要求。几几个重要要的考虑虑因素是是片内RRAM和和ROMM的数量量、可否否外扩存存储器、总总线接口口/中断断/串行行口等是是否够用用、是否否具有AA/D转转换等。（5）开开发调试试工具：完善、方方便的的的开发工工具和相相关支持持软件是是开发大大型、复复杂DSSP系统统的必备备条件，对对缩短产产品的开开发周期期有很重重要的作作用。开开发工具具包括软软件和硬硬件两部部分。软软件开发发工具主主要包括括：C编编译器、汇汇编器、链链接器、程
16、程序库、软软件仿真真器等，在在确定DDSP算算法后，编编写的程程序代码码通过软软件仿真真器进行行仿真运运行，来来确定必必要的性性能指标标。硬件件开发工工具包括括在线硬硬件仿真真器和系系统开发发板。在在线硬件件仿真器器通常是是JTAAG周边边扫描接接口板，可可以对设设计的硬硬件进行行在线调调试；在在硬件系系统完成成之前，不不同功能能的开发发板上实实时运行行设计的的DSPP软件，可可以提高高开发效效率。甚甚至在有有的数量量小的产产品中，直直接将开开发板当当作最终终产品。（6）功功耗与电电源管理理：一般般来说个个人数字字产品、便便携设备备和户外外设备等等对功耗耗有特殊殊要求，因因此这也也是一个个该考虑虑的问题题。它通通常包括括供电电电压的选选择和电电源的管管理功能能。供电电电压一一般取得得比较低低，实施施芯片的的低电压压供电，通通常有33.3VV、2.5V，1
