数字信号处理器

特点

　　1、采用哈佛结构，分开的程序存储器和数据存储器。

　　2、用于单指令流多数据流（SIMD）作业的特殊指令集。

　　3、可进行并行处理，但不支援多任务。

　　4、用於宿主环境时可作为直接存储器访问（DMA ）设备运作.

　　5、从模数转换器（ADC）获得数据，最终输出的是由数模转换器（DAC）转换为模拟信号的数据。

特征

　　最基本的特征是：

　　1）能够在一个指令周期内实现一次或多次乘法累加（MAC）运算。所以，在DSP中集成了多个乘法累加运算单元，可以进行并行乘法累加运算。

　　2）能够在一个指令周期内完成对存储器的多次读取。所以，在DSP中集成了多个片内总线和多端口片内存储器。

　　3）为了加快处理器中的运算，在DSP中集成了多个地址产生单元，以支持循环寻址和位翻转寻址。

　　4）处理器中的运算大多是重复的运算，为了方便使用，大部分DSP都支持这种重复运算，而不用额外编写重复运算的指令。

　　5）大部分DSP都提供多个串行或并行I/O接口，以及特别I/O接口来处理特殊的数据，以降低成本和提高输出/输入性能。

选择

　　根椐资料的介绍，数字信号处理器的选择有以下几条原则，综述如下：

　　1）算法格式　定点算法动态范围较小，如16位的定点算法，动态范围只有96dB，容易出现溢出问题，但是成本低，功耗低。所以大多数的数字信号处理器都是定点的，约占67%。浮点算法动态范围较大，如32位的浮点算法，动态范围有1536dB，处理速度大大高于定点的，总线宽度也比定点的宽，容易编程，但是成本较高，功耗也较大。浮点数字信号处理器大都用在产品上。

　　2）数据宽度　所有的浮点DSP都是32位宽度的，而定点DSP大多数是16位宽度的，也有24位的，如Motorola的DSP563xx系列；而Zoran 公司的ZR3800系列，则是20位的。数据宽度直接影响到DSP芯片的大小、封装管脚的数量和外围存储器的容量，因此也直接影响到DSP的成本。

　　3）速度　速度是选用DSP最重要的考虑因素。DSP的速度通常是指令周期的时间，也有指进行核心功能如FIR或 IIR滤波器的运算时间。有些DSP采用特大指令字组（VLIW）的结构，在一个周期内可执行多条指令。它和时钟的工作频率有密切关系。

　　4）存储器结构　存储器结构，包括总线结构对DSP的性能有很大的影响。一方面，在进行运算时如何读取数据和指令，不同的方法有不同的速度。在一个指令周期内读取一条指令和两条数据以便进行快速MAC运算。这种结构可以是多端口存储器、指令和数据分离存储器或指令缓冲器。另一方面，存储器结构也包括片内和片外支持的存储器的大小。大多数定点DSP瞄准嵌入式系统市场，因此它的存储器较小。而一些浮点DSP虽然片内存储器很小，但是需要很大外围的存储器，如TI公司的TMS320C30。

　　5）功耗　很多DSP用在手提式设备中，如手机、PDA、手提式声音播放机等。功耗是这些产品主要考虑的一个问题。很多处理器供应商降低工作电压，比如3.3V、2.5V、 1.8V, 同时增加电源电压管理功能，比如增加"睡眠模式，在不用时切断大部分电源和不用的外围设备，以降低能量消耗。

　　6）编程容易　DSP的应用对象主要是工程技术人员和工程师。早期的数字信号处理器使用汇编语言来编程，后来的产品可以用C语言来编写，但是要经过C编译器编译成汇编语言源程序，进行优化，以减少运算时间。数字信号处理器供应商一般都提供开发工具。但是不同公司的DSP产品在软件编程方面有很大不同。所以用户应该选用自己比较熟悉的开发工具。这些工具包括软件工具，如汇编语言程序、连接器、仿真器、调试器、编译器、代码库、实时操作系统等; 硬件工具如开发板、仿真器等。一般来讲，语言编译器较适用于浮点处理器。

　　7）性能价格比　成本在大量生产时也是一个重要的考虑因素。器件封装对芯片的成本也有影响，栅格阵列（PGA）封装比塑料封装PQFP和TQEP要贵。

　　8）是否支持多处理器　在要求运算速度特别快的地方，可以应用多个处理器并行工作。这时，各个处理器的内部连接可能是一个重要的问题。Analog Devices公司的ADSP-2106x提供特殊用途的硬件，有双向地址总线和数据总线，和六条双向总线相配合，很容易把多达六个处理器通过共同的外部总线连接成一个系统。

技术参数

　　TMS320VC5402-100

　　CPU                                                      1 C54x

　　Peak MMACS                                         100

　　Frequency(MHz)                                    100

　　RAM                                                       32 KB

　　ROM                                                       8 KB

　　EMIF                                                     1 16-Bit

　　External Memory Type Supported         Async

　　DMA                                                       1 6-Ch Ext DMA

　　HPI                                                        1 8-Bit HPI

　　McBSP                                                    2

　　Timers                                                    2 16-Bit GP

　　Boot Loader Available                             YES

　　Core Supply (Volts)                                1.8 V

　　IO Supply (Volts)                                    3.3 V

　　Operating Temperature Range (°C)        -40 to 100

　　Rating                                                     Catalog