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JIC35導(dǎo)讀：DSP（digitalsignalprocessor）是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。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?jǐn)?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(fù)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zui值得稱道的兩大特色。富川SL系列變頻器，采用DSP控制系統(tǒng)，完成無速度傳感器矢量控制，與V/F控制相比，矢量控制有更大的優(yōu)越性，定位于中高端市場。

1、采用哈佛結(jié)構(gòu)

DSP芯片普遍采用數(shù)據(jù)總線和和序總線分離的哈佛結(jié)構(gòu)或改進的哈佛結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)的馮?諾依曼結(jié)構(gòu)有更快的指令執(zhí)行速度。

1）馮?諾依曼采用單存儲空間，即程序指令和數(shù)據(jù)指令公用一個存儲空間，使用單一的地址和數(shù)據(jù)總線，取指令和取操作數(shù)都是**一條總線分時進行的。

2）哈佛結(jié)構(gòu)采用雙存儲空間，和序存儲和數(shù)據(jù)存儲分開，有各自獨立的程序總線和數(shù)據(jù)總線，可獨立的編址和獨立訪問，可對程序和數(shù)據(jù)進行獨立的傳輸，使取指令操作、指令執(zhí)行操作、數(shù)據(jù)吞吐并行完成，大大的提高了數(shù)據(jù)處理的能力和指令執(zhí)行的速度，非常適合于實時的數(shù)字信號處理。

3）改進型的哈佛結(jié)構(gòu)改進型的哈佛結(jié)構(gòu)是采用雙存儲空間和數(shù)條總線，即一條程序總線和多條數(shù)據(jù)總線。其特點如下：①允許在程序空間和數(shù)據(jù)空間傳送數(shù)據(jù)，使這些數(shù)據(jù)可以由算術(shù)運算指令直接調(diào)用，增強了芯片的靈活性。②提供了存儲指令的高速緩沖器（Cache）和相應(yīng)的指令，當(dāng)重復(fù)執(zhí)行這些指令時，只需讀入一次就可連續(xù)使用，不需要再次從程序存儲器中讀出，從而減少了指令執(zhí)行所需要的時間。

2采用多總線結(jié)構(gòu)

DSP芯片都采用多總線結(jié)構(gòu)，可同時進行取指令和多個數(shù)據(jù)存取操作，并由輔助寄存器自動增減地址，使CPU在一個機器周期內(nèi)可多次對程序空間和數(shù)據(jù)空間進行訪問，大大提高了DSP的運行速度。

3采用流水線技術(shù)每一條指令可**片內(nèi)多功能單元完成指令、譯碼、取操作數(shù)和執(zhí)行等多個步驟，實現(xiàn)多條指令并行執(zhí)行，從而在不提高時鐘頻率的條件下減少每條指令執(zhí)行的時間。

4配有專用的硬件乘法-累加器

為了適應(yīng)數(shù)字信號處理的需要，當(dāng)前的DSP芯片都配有硬件乘法-累加器，可以一個周期內(nèi)完成一次乘法和一次累加操作，從而可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的硬件乘法-累加操作。如矩陣運算、FIR、IIR、FFT變換等專用信號處理。

5具有特殊的DSP指令

為了滿足數(shù)字信號處理的需要，在DSP的指令系統(tǒng)中，設(shè)計了一些完成特殊功能的指令。如：TMS320C54x中的FIRS和LMS指令,專門完成系數(shù)對稱的FIR濾波器和IIR濾波器。

6快速的指令周期

由于采用哈佛結(jié)構(gòu)、流水線操作、硬件乘法-累加器、特殊指令和集成的優(yōu)化設(shè)計，使指令周期可在20ns以下。如TMS320C54x的運算速度為100MIPS

7硬件配置強

新一代的DSP芯片具有較強的接口功能，除了具有串行口、定時器、主機接口音（HPI）、DMA控制器、軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器等片內(nèi)外設(shè)外，還配有中斷處理器、PLL、片內(nèi)存儲器、測試接口等單元電路，可以方便地構(gòu)成一個嵌入式自封閉的處理器。

8支持多處理器結(jié)構(gòu)

盡管當(dāng)前的DSP芯片已達到了較高的水平，但一些實時性要求很高的場合，單片DSP的處理能力還不能滿足要求。如在圖象壓縮、雷達定位等應(yīng)用中，若采用單處理器將無法勝任。因此，支持多處理器系統(tǒng)就成為提高DSP應(yīng)用性能的重要途徑之一。

9省電管理和低功耗

DSP功耗一般為0.5-4W,若采用低功耗技術(shù)可使功耗降到0.25W,可用電池供電,適用于便攜式數(shù)字終端設(shè)備.

DSP優(yōu)點對元件值的容限不敏感，受溫度、環(huán)境等外部因素影響小；容易實現(xiàn)集成；VLSI可以分時復(fù)用，共享處理器；方便調(diào)整處理器的系數(shù)實現(xiàn)自適應(yīng)濾波；可實現(xiàn)模擬處理不能實現(xiàn)的功能：線性相位、多抽樣率處理、級聯(lián)、易于存儲等；可用于頻率非常低的信號。

DSP缺點需要模數(shù)轉(zhuǎn)換；受采樣頻率的限制，處理頻率范圍有限；數(shù)字系統(tǒng)由耗電的有源器件構(gòu)成，沒有無源設(shè)備可靠。但是其優(yōu)點遠遠超過缺點。

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