DSP芯片介绍及其选型

引言

dsp芯片也称数字信号处理器,是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器具,其主机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。

在我们设计dsp应用系统时, dsp芯片选型是非常重要的一个环节。在dsp系统硬件设计中只有选定了dsp芯片,才能进一步设计其外围电路及系统的其他电路。因此说,dsp芯片的选择应根据应用系统的实际需要而确定,做到既能满足使用要求,又不浪费资源,从而也达到成本最小化的目的。

dsp实时系统设计和开发流程如图1所示。

主要dsp芯片厂商及其产品

德州仪器公司

众所周知,美国德州仪器(texas instruments,ti)是世界上最知名的dsp芯片生产厂商,其产品应用也最广泛,ti公司生产的tms320系列dsp芯片广泛应用于各个领域。ti公司在1982年成功推出了其第一代dsp芯片tms32010,这是dsp应用历史上的一个里程碑,从此,dsp芯片开始得到真正的广泛应用。由于tms320系列dsp芯片具有价格低廉、简单易用、功能强大等特点,所以逐渐成为目前最有影响、最为成功的dsp系列处理器。

目前,ti公司在市场上主要有三大系列产品:

(1)面向数字控制、运动控制的tms320c2000系列,主要包括tms320c24x/f24x、tms320lc240x/lf240x、tms320c24xa/lf240xa、tms320c28xx等。

(2)面向低功耗、手持设备、无线终端应用的tms320c5000系列,主要包括tms320c54x、tms320c54xx、tms320c55x等。

(3)面向高性能、多功能、复杂应用领域的tms320c6000系列,主要包括tms320c62xx、tms320c64xx、tms320c67xx等。

美国模拟器件公司

adi公司在dsp芯片市场上也占有一定的份额,相继推出了一系列具有自己特点的dsp芯片,其定点dsp芯片有adsp2101/2103/2105、adsp2111/2115、adsp2126/2162/2164、adsp2127/2181 、adsp-bf532以及blackfin系列,浮点dsp芯片有adsp21000/21020、adsp21060/21062,以及虎鲨ts101,ts201s。

motorola公司

motorola 公司推出的dsp芯片比较晚。 1986年该公司推出了定点dsp 处理器mc56001;1990年,又 推出了与ieee浮点格式兼容的的浮点dsp芯片mc96002。

还有dsp53611、16位dsp56800、24位的dsp563xx和msc8101等产品。

杰尔公司

杰尔公司的sc1000和sc2000两大系列的嵌入式dsp内核,主要面向电信基础设施、移动通信、多媒体服务器及其它新兴应用。

dsp芯片的选型参数

根据应用场合和设计目标的不同,选择dsp芯片的侧重点也各不相同,其主要参数包括以下几个方面: (1)运算速度:首先我们要确定数字信号处理的算法,算法确定以后其运算量和完成时间也就大体确定了,根据运算量及其时间要求就可以估算dsp芯片运算速度的下限。在选择dsp芯片时,各个芯片运算速度的衡量标准主要有:

mips(millions of instructions per second),百万条指令/秒,一般dsp为20~100mips,使用超长指令字的tms320b2xx为2400mips。必须指出的是这是定点dsp芯片运算速度的衡量指标,应注意的是,厂家提供的该指标一般是指峰值指标,因此,系统设计时应留有一定的裕量。

mops(millions of operations per second),每秒执行百万操作。这个指标的问题是什么是一次操作,通常操作包括cpu操作外,还包括地址计算、dma访问数据传输、i/o操作等。一般说mops越高意味着乘积-累加和运算速度越快。mops可以对dsp芯片的性能进行综合描述。

mflops(million floating point operations per second),百万次浮点操作/秒,这是衡量浮点dsp芯片的重要指标。例如tms320c31在主频为40mhz时,处理能力为40mflops,tms320c6701在指令周期为6ns时,单精度运算可达1gflops。浮点操作包括浮点乘法、加法、减法、存储等操作。应注意的是,厂家提供的该指标一般是指峰值指标,因此,系统设计时应注意留有一定的裕量。

mbps(million bit per second),它是对总线和i/o口数据吞吐率的度量,也就是某个总线或i/o的带宽。例如对tms320c6xxx、200mhz时钟、32bit总线时,总线数据吞吐率则为800mbyte/s或6400mbps。

acs(multiply-accumulates pe

  • DSP芯片介绍及其选型已关闭评论
    A+
发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计