如何由单片机升级到DSP

在过去的几十年里,单片机的广泛应用实现了简单的智能控制功能。随着信息化的进程和计算机科学与技术、信号处理理论与方法等的迅速发展,需要处理的数据量越来越大,对实时性和精度的要求越来越高,低档单片机已不再能满足要求。近年来,各种集成化的单片dsp的性能得到很大改善,软件和开发工具也越来越多,越来越好;价格却大幅度下滑,从而使得dsp器件及技术更容易使用,价格也能够为广大用户接受;越来越多的单片机用户开始选用dsp器件来提高产品性能,dsp器件取代高档单片机的时机已经成熟。

  本文将从性能、价格等方面对单片机和dsp器件进行比较,在此基础上,以ti的tms320c2xx系列dsp器件为例,探讨dsp器件取代单片机的可行性。

dsp器件与单片机的比较

  1.单片机的特点

  所谓单片机就是在一块芯片上集成了cpu、ram、rom(eprom或eeprom)、时钟、定时/计数器、多种功能的串行和并行i/o口。如intel公司的8031系列等。除了以上基本功能外,有的还集成有a/d、d/a,如intel公司的8098系列。概括起来说,单片机具有如下特点:

  *具有位处理能力,强调控制和事务处理功能。
  *价格低廉。如低档单片机价格只有人民币几元钱。
  *开发环境完备,开发工具齐全,应用资料众多。
  *后备人才充足。国内大多数高校都开设了单片机课程和单片机实验。

  2.dsp器件的特点

  与单片机相比,dsp器件具有较高的集成度。dsp具有更快的cpu,更大容量的存储器,内置有波特率发生器和fifo缓冲器。提供高速、同步串口和标准异步串口。有的片内集成了a/d和采样/保持电路,可提供pwm输出。dsp器件采用改进的哈佛结构,具有独立的程序和数据空间,允许同时存取程序和数据。内置高速的硬件乘法器,增强的多级流水线,使dsp器件具有高速的数据运算能力。dsp器件比16位单片机单指令执行时间快8~10倍,完成一次乘加运算快16~30倍。dsp器件还提供了高度专业化的指令集,提高了fft快速傅里叶变换和滤波器的运算速度。此外,dsp器件提供jtag接口,具有更先进的开发手段,批量生产测试更方便,开发工具可实现全空间透明仿真,不占用用户任何资源。软件配有汇编/链接c编译器、c源码调试器。

  目前国内推广应用最为广泛的dsp器件是美国德州仪器(ti)公司生产的tms320系列。dsp开发系统的国产化工作已经完成,国产开发系统的价格至少比进口价格低一半,有的如tms320c2xx开发系统只有进口开发系统价格的1/5,这大大刺激了dsp器件的应用。目前,已有不少高校计划建立dsp实验室,ti公司和北京闻亭公司都已制订了高校支持计划,将带动国内dsp器件的应用和推广。

  3.dsp器件大规模推广指日可待

  通过上述比较,我们可得出结论:dsp器件是一种具有高速运算能力的单片机。

  从应用角度看:dsp器件是运算密集型的,而单片机是事务密集型的,dsp器件可以取代单片机,单片机却不能取代dsp。dsp器件价格大幅度下滑,直逼单片机。dsp器件广泛使用了jtag硬件仿真,比单片机更易于硬件调试。国产化的dsp开发系统为更多用户采用dsp器件提供了可能性。dsp取代单片机的技术和价格的市场条件已经成熟,大规模推广指日可待。

dsp器件的典型应用

  随着dsp性能不断改善,用dsp器件来作实时处理已成为当今和未来技术发展的一个新热点。

  ti公司最新推出的tms320c2xx系列具有良好的性能价格比,基本可以取代16位单片机。其中tms320c203单片价格不到人民币100元,芯片内置544字的高速sram。外部可寻址64k字程序/数据及i/o,指令周期在25ns~50ns之间,实时性处理比16位单片机快2倍以上,可取代一般的单片机。tms320f206除了具有tms320c203的功能外,内置32k字零等待快闪存储器,可满足单片设计的要求,能最大限度减少用户板的体积。tms320f240的指令、dsp核与tms320c203、f206完全兼容,内置8k/16k字快闪存储器,增加了两路10位a/d,每路采样频率可达166khz,提供9路独立的pwm输出,内置sci和spi接

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计