換個(gè)角度解讀DSP芯片

讓你說出知道的芯片的名稱，你可能會(huì)一時(shí)想不起，也不能一一羅列DSP芯片都有哪些?；蛟S是對(duì)DSP芯片深刻的了解才了然于心，由于種種原因的忘卻；或許是因?yàn)榇蠹以谡fDSP芯片好，既然大家都說好，那才是真的好，至于怎樣好，可能是似懂非懂。那好吧，不管是懂還是不懂，現(xiàn)在讓我們從新的視角來讀懂這個(gè)芯片的世界，讓你發(fā)現(xiàn)不曾明白的細(xì)節(jié)。

DSP芯片，也稱數(shù)字信號(hào)處理器，采用特殊的軟硬件結(jié)構(gòu)，是一種專注于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器，其主要應(yīng)用是實(shí)時(shí)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理，是數(shù)字信號(hào)處理理論實(shí)用化過程的重要技術(shù)工具。在語音處理、圖像處理等技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。那根據(jù)對(duì)DSP芯片的理解來對(duì)比與其他芯片的最要的區(qū)別是什么？杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司的高級(jí)嵌入式開發(fā)經(jīng)理黃田認(rèn)為，DSP芯片與其它芯片的最大區(qū)別在于它擁有針對(duì)各種算法設(shè)計(jì)的大量專用指令，比如各種向量運(yùn)算。另外DSP芯片在設(shè)計(jì)時(shí)更多地考慮到數(shù)據(jù)總線的帶寬以及吞吐量，避免數(shù)據(jù)訪問成為影響算法性能的瓶頸。

芯片的基本結(jié)構(gòu)

為了快速地實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算，DSP芯片一般都采用特殊的軟硬件結(jié)構(gòu)。下面簡(jiǎn)單介紹DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)。

（1）哈佛結(jié)構(gòu)

主要特點(diǎn)是將程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)空間中，即程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是兩個(gè)相互獨(dú)立的存儲(chǔ)器，每個(gè)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址，獨(dú)立訪問。與兩個(gè)存儲(chǔ)器相對(duì)應(yīng)的是系統(tǒng)中設(shè)置了程序總線和數(shù)據(jù)總線，從而使數(shù)據(jù)的吞吐率提高了一倍。由于程序和數(shù)據(jù)在兩個(gè)分開的空間，因此取指和執(zhí)行能完全重疊。

（2）流水線操作

流水線與哈佛結(jié)構(gòu)相關(guān)，DSP芯片廣泛采用流水線以減少指令執(zhí)行時(shí)間，從而增強(qiáng)了處理器的處理能力。處理器可以并行處理二到四條指令，每條指令處于流水線的不同階段。下面所列是一個(gè)三級(jí)流水線操作的例子：

CLLOUT1

取指NN-1N-2；

譯碼N-1NN-2；

執(zhí)行N-2N-1N，

（3）專用的硬件乘法器

專用的硬件乘法器，乘法速度越快，DSP處理器的性能越高。由于具有專用的應(yīng)用乘法器，乘法可在一個(gè)指令周期內(nèi)完成。