1、DSP公司各主流芯片比較DSP芯片也稱數字信號處理器，是一種專門適合于進行數字信號處理運算的微處理器具，其主機應用是實時快速地實現各種數字信號處理算法。按照數字信號處理的要求，DSP芯片一樣具有如下要緊特點：1）在一個指令周期內可完成一次乘法和一次加法；（2）程序和數據空間分開，能夠同時訪咨詢指令和數據；（3）片內具有快速RAM，通常可通過獨立的數據總線在兩塊中同時訪咨詢；（4）具有低開銷或無開銷循環及跳轉的硬件支持；（5）快速的中斷處理和硬件I/O支持；（6）具有在單周期內操作的多個硬件地址產生器；（7）能夠并行執行多個操作；（8）支持流水線操作，使取指、譯碼和執行等操作能夠重疊執行。在我們

2、設計DSP應用系統時，DSP芯片選型是專門重要的一個環節。在DSP系統硬件設計中只有選定了DSP芯片，才能進一步設計其外圍電路及系統的其他電路。因此講，DSP芯片的選擇應按照顧用系統的實際需要而確定，做到既能滿足使用要求，又不白費資源，從而也達到成本最小化的目的。DSP實時系統設計和開發流程如圖ffi1*TDSP芯片的DSPCTSiffiiatttt開筮鷹壯H9要緊DSP芯片廠商及其產品德州儀器公司1 所示。眾所周知，美國德州儀器（TexasInstruments,Tl）是世界上最知名的DSP芯片生產廠商，其產品應用也最廣泛，TI公司生產的TMS320系列DSP芯片廣泛應用于各個領域。TI公司

3、在1982年成功推出了其第一代DSP芯片TMS32010，這是DSP應用歷史上的一個里程碑，從此，DSP芯片開始得到真正的廣泛應用。由于TMS320系列DSP芯片具有價格低廉、簡單易用、功能強大等特點，因此逐步成為目前最有阻礙、最為成功的DSP系列處理目前，TI公司在市場上要緊有三大系列產品：（1）面向數字操縱、運動操縱的TMS320C2000系列，要緊包括TMS320C24x/F24x、TMS320LC240x/LF240x、TMS320C24xA/LF240xA、TMS320C28xx等。（2）面向低功耗、手持設備、無線終端應用的TMS320C5000系列，要緊包括TMS320C54X、T

4、MS320C54xx、TMS320C55X等。（ 3） 面向高性能、多功能、復雜應用領域的TMS320C6000系列，要緊包括TMS320C62xx、TMS320C64xx、TMS320C67xx等。美國模擬器件公司ADI公司在DSP芯片市場上也占有一定的份額，相繼推出了一系列具有自己特點的DSP芯片，其定點DSP芯片有ADSP2101/2103/2105ADSP2111/2115、ADSP2126/2162/2164ADSP2127/2181、ADSP-BF532以及Blackfin系列，浮點DSP芯片有ADSP21000/21020、ADSP21060/21062,以及虎鯊TS101，TS

5、201S。Motorola公司Motorola公司推出的DSP芯片比較晚。1986年該公司推出了定點DSP處理器MC56001;1990年，又推出了與IEEE浮點格式兼容的的浮點DSP芯片MC96002還有DSP5361116位DSP5680024位的DSP563XX和MSC8101等產品。杰爾公司杰爾公司的SC1000和SC2000兩大系列的嵌入式DSP內核，要緊面向電信基礎設施、移動通信、多媒體服務器及其它新興應用。DSP芯片的選型參數按照顧用場合和設計目標的不同，選擇DSP芯片的側重點也各不相同，其要緊參數包括以下幾個方面：(1)運算速度：第一我們要確定數字信號處理的算法,算法確定以后其

6、運算量和完成時刻也就大體確定了,按照運算量及其時刻要求就能夠估算DSP芯片運算速度的下限。在選擇DSP芯片時，各個芯片運算速度的衡量標準要緊有：MIPS(MillionsofInstructionsPerSecond),百萬條指令/秒，一樣DSP為20100MIPS,使用超長指令字的TMS320B2XX為2400MIPS。必須指出的是這是定點DSP芯片運算速度的衡量指標，應注意的是，廠家提供的該指標一樣是指峰值指標,因此,系統設計時應留有一定的裕量。MOPS(MillionsofOperationsPerSecond),每秒執行百萬操作。那個指標的咨詢題是什么是一次操作,通常操作包括CPU操作

7、外,還包括地址運算、DMA訪咨詢數據傳輸、I/O操作等。一樣講MOPS越高意味著乘積-累加和運算速度越快。MOPS能夠對DSP芯片的性能進行綜合描述。MFLOPS(MillionFloatingPointOperationsPerSecond),百萬次浮點操作/秒，這是衡量浮點DSP芯片的重要指標。例如TMS320C31在主頻為40MHz時，處理能力為40MFLOPS,TMS320C6701在指令周期為6ns時，單精度運算可達1GFLOPS。浮點操作包括浮點乘法、加法、減法、儲備等操作。應注意的是，廠家提供的該指標一樣是指峰值指標，因此，系統設計時應注意留有一定的裕量。MBPS(Million

8、BitPerSecond),它是對總線和I/O數據吞吐率的度量，也確實是某個總線或I/O的帶寬。例如對TMS320C6XXX、200MHz時鐘、32bit總線時，總線數據吞吐率則為800Mbyte/s或6400MBPS。ACS(Multiply-AccumulatesPerSecond)，例如TMS320C6XXX乘加速度達300MMACS600MMACS。指令周期，即執行一條指令所需的時刻，通常以ns(納秒)為單位，如TMS320LC549-80在主頻為80MHz是的指令周期為12.5ns。MAC時刻，執行一次乘法和加法運算所花費的時刻：大多數DSP芯片能夠在一個指令周期內完成一次MAC運算

9、。FFT/FIR執行時刻，運行一個N點FFT或N點FIR程序的運算時刻。由于FFT運算/FIR運確實是數字信號處理的一個典型算法，因此，該指標能夠作為衡量芯片性能的綜合指標。IMMIKtMAIIPStGH/比表1是基于上二述某些參數對些？，DSP芯片所作的較24劉1(2)運算精度：一樣情形下，浮點DSP芯片的運算精度要高于定點DSP芯片的運算精度，然而功耗和價格也隨之上升。一樣定點DSP芯片的字長為16位、24位或者32位，浮點芯片的字長為32位。累加器一樣都為32位或40位。定點DSP的特點是主頻高、速度快、成本低、功耗小，要緊用于運算復雜度不高的操縱、通信、語音/圖像、消費電子產品等領域。

10、通常能夠用定點器件解決的咨詢題，盡量用定點器件，因為它經濟、速度快、成本低，功耗小。然而在編程時要關注信號的動態范疇，在代碼中增加限制信號動態范疇的定標運算，盡管我們能夠通過改進算法來提升運算精度，然而如此做會相應增加程序的復雜度和運算量。浮點DSP的速度一樣比定點DSP處理速度低，其成本和功耗都比定點DSP高，然而由于其采納了浮點數據格式，因而處理精度，動態范疇都遠高于定點DSP，適合于運算復雜度高，精度要求高的應用場合；即使是一樣的應用，在對浮點DSP進行編程時，不必考慮數據溢出和精度不夠的咨詢題，因而編程要比定點DSP方便、容易。因此講，運算精度要求是一個折衷的咨詢題，需要按照體會等來確

11、定一個最佳的結合點。（3）字長的選擇：一樣浮點DSP芯片都用32位的數據字，大多數定點DSP芯片是16位數據字。而Motorola公司定點芯片用24位數據字，以便在定點和浮點精度之間取得折衷。字長大小是阻礙成本的重要因素，它阻礙芯片的大小、引腳數以及儲備器的大小，設計時在滿足性能指標的條件下，盡可能選用最小的數據字。（4）儲備器等片內硬件資源安排：包括儲備器的大小，片內儲備器的數量，總線尋址空間等。片內儲備器的大小決定了芯片運行速度和成本，例如TI公司同一系列的DSP芯片，不同種類芯片儲備器的配置等硬件資源各不相同。通過對算法程序和應用目標的認真分析能夠大體判定對DSP芯片片內資源的要求。幾個

12、重要的考慮因素是片內RAM和ROM的數量、可否外擴儲備器、總線接口/中斷/串行口等是否夠用、是否具有A/D轉換等。（5）開發調試工具：完善、方便的的開發工具和有關支持軟件是開發大型、復雜DSP系統的必備條件，對縮短產品的開發周期有專門重要的作用。開發工具包括軟件和硬件兩部分。軟件開發工具要緊包括：C編譯器、匯編器、鏈接器、程序庫、軟件仿真器等，在確定DSP算法后，編寫的程序代碼通過軟件仿真器進行仿真運行，來確定必要的性能指標。硬件開發工具包括在線硬件仿真器和系統開發板。在線硬件仿真器通常是JTAG周邊掃描接口板，能夠對設計的硬件進行在線調試；在硬件系統完成之前，不同功能的開發板上實時運行設計的

13、DSP軟件，能夠提升開發效率。甚至在有的數量小的產品中，直截了當將開發板當作最終產品。（ 6）功耗與電源治理：一樣來講個人數字產品、便攜設備和戶外設備等對功耗有專門要求，因此這也是一個該考慮的咨詢題。它通常包括供電電壓的選擇和電源的治理功能。供電電壓一樣取得比較低，實施芯片的低電壓供電，通常有3.3V、2.5V，1.8V，0.9V等，在同樣的時鐘頻率下，它們的功耗將遠遠低于5V供電電壓的芯片。加大了對電源的治理后，通常用休眠、等待模式等方式節約功率消耗。例如TI公司提供了詳細的、功能隨指令類型和處理器配置而改變的應用講明。（ 7）價格及廠家的售后服務因素：價格包括DSP芯片的價格和開發工具的價

14、格。如果采納昂貴的DSP芯片，即使性能再高，其應用范疇也確信受到一定的限制。但低價位的芯片必定是功能較少、片內儲備器少、性能上差一些的，這就帶給編程一定的困難。因此，要按照實際系統的應用情形，確定一個價格適中的DSP芯片。還要充分考慮廠家提供的的售后服務等因素，良好的售后技術支持也是開發過程中重要資源。（ 8）其他因素：包括DSP芯片的封裝形式、環境要求、供貨周期、生命周期等。DSP應用選型舉例面向數字操縱、運動操縱的DSP系統開發的DSP芯片選型面向數字操縱、運動操縱要緊有磁盤驅動操縱、引擎操縱、激光打印機操縱、噴繪機操縱、馬達操縱、電力系統操縱、機器人操縱、高精度伺服系統操縱、數控機床等。

15、因此這些要緊是針對數字運動操縱系統設計的應用，在這些系統的操縱中，不僅要求有專門用于數字操縱系統的外設電路，而且要求芯片具有數字信號處理器的一樣特點。例如在操縱直流無刷電動機的DSP操縱系統中，直流無刷電機運行過程要進行兩種操縱，一種是轉速操縱，也即操縱提供給定子線圈的電流；另一種是換相操縱，在轉子到達指定位置改變定子導通相，實現定子磁場改變，這種操縱實際上實現了物理電刷的機制。因此這種電機需要有位置反饋機制，例如霍爾元件、光電碼盤，或者利用梯形反電動勢特點進行反電動勢過零檢測等。電機速度操縱也是按照位置反饋信號，運算出轉子速度，再利用PI或PID等操縱方法，實時調整PWM占空比等來實現定子電

16、流調劑。因此，操縱芯片要進行較多的運算過程。因此也有專門的直流無刷電機操縱芯片；但一樣來講，在大多數應用中，除了電機操縱，總還需要做一些其他的操縱和通信等情況，因此，選用帶PWM，同時又有較強數學運算功能的芯片也是一種專門好的選擇。Motorola的數字信號處理器DSP568xx系列整合了通用數字信號處理器快速運算功能和單片機外圍豐富的特點，使得該系列專門適合于那些要求有較強的數據處理能力，同時又要有較多操縱功能的應用中，對直流無刷電機的操縱確實是這一系列DSP的典型應用之一。除此之外，數字運動控領域還有TI公司的TMS320C24x系列，TMS320Lx240xx系列，專門是TMS320LF

17、2407A在操縱方面得到了專門廣泛的應用，TMS320LF2407A作為一款專門面向數字操縱系統進行優化的通用可編程微處理器，不僅具有低功耗和代碼保密的特點，而且它集成了極強的數字信號處理能力，又集成了數字操縱系統所必需的輸入、輸出、A/D轉換、事件捕捉等外設，其時鐘頻率為40MHz，指令周期小于50ns,采納改進的哈佛結構和流水線技術，在一個指令周期內能夠執行幾條指令。從運行速度,精度角度來講上述兩款芯片相差無幾,然而TMS320LF2407A的調試開發環境（CCS）更加成熟，可參考的資料也更豐富，如此無疑會減少開發周期。面向低功耗、手持設備、無線終端應用的DSP芯片選型C54X、C54XX

18、、C55X相比其它系列的要緊特點是低功耗,因此最適合個人與便攜式上網以及無線通信應用，如手機、PDA、GPS等應用。處理速度在80400MIPS之間。C54XX和C55XX樣只具有McBSP同步串口、HPI并行接口、定時器、DMA等外設。值得注意的是C55XX提供了EMIF外部儲備器擴展接口能夠直截了當使用SDRAM,而C54XX則不能直截了當使用。DSP進展趨勢在相當長的時期內，無線應用仍將是可編程DSP市場的驅動引擎。DSP技的分組(IP)電話術仍將是能夠訪咨詢窄帶、寬帶或是無線互聯網的要緊手段，它依舊新興市場的關鍵技術，DSP仍將是整個半導體工業的技術驅動力。在產品應用上，目前重要的DS

19、P應用產品，如移動電話、調制解調器、HDD等個人運算機與通訊領域應用產品。但種種跡象表明，數字革命促進了高性能DSP的廣泛應用，如數碼相機、VoIP電話和手持電子設備等。中國在消費電子產品上的進展更為引人注目，許多消費類電子產品需要更低成本、更易使用的DSP產品，如音響設備、DVR、機頂盒等。整體來看，DSP應用在通訊領域、數字影音的產品將越來越普及。ADIBlackfin(200MHz1200MHz)DSP16/32位系列包含一個高性能雙MAC(乘法累加器)DSP體系結構，與一個RISC技術微處理器結合。帶有高級語言編譯器，可承諾C、C+語言編寫信號處理和操縱代碼。運行速度從300MHz,6

20、00MMAC-1GHZ,2000MMAC,工作電壓為1V左右。動態電源治理，承諾持續調劑處理器工作電壓和頻率以降低實時應用時候的功耗，延長電池使用時刻。采納分層結構的內存，縮短了內核對內存的訪咨詢時刻。功能：可用做視頻圖像處理器和視頻處理子系統。支持多媒體視頻功A匕臺匕目匕BlackfinA?UAD5P-BF53T評估桓AD2S-BF537-IEILITE3刃口元用作廉價網絡廣品。ADZS-BF543EZLITEBlaekfi電賽歹UAUEP-EEF531開復EBF-531BBD實鯊板12807梭AD7S-ICE1OOBS列口tg-耶眄32開發換FRF-5322和口元對較EBF-5617500

21、S少)列EBF-5487Eoa5c(更適合有一定要求的工業級產品中，供貨周期較長，價格高1,支持TIDavinci(216MHz900MHz)系歹U采納C54+內核的DM643x和DM64x系列。DM643x工作在400500MHz要緊適用低成本視頻應用DM64x系列，工作在900MHz頻率，要緊用于多通道安全監控DM644x系列則采納ARM9和DSP內核的SoC,適合應用于車載娛樂、機頂盒(STB)等；要緊特點：采納ARM926EJ-S內核提供的MMU,具有兩個64項轉換旁路緩存器(TLB)用于指令與數據流，提供獨立的16K字節指令Cache和8K字節數據Cache,指令和數據Cache差不

22、多上通過VIVT四路連接。有一個17K字節的寫緩沖器。采納64通道EDMA操縱器，支持UART、SPI、10/100M以太網、USB2.0、PWM、MMC/SD/CF/接口等。系統升級成本低。54xx/55xx系列中低檔產品性能TI有國內完善的開發商支持,開發成本相對較低一點。若僅僅用于一樣產品，TI的DSP更廉價。TMS320C2000系列。用作操縱的DSP,1。C20x16位定點DSP,速度為20MIPS,要緊用途是電話、數字相機、售貨機等。其中C20x系列的DSP片內的RAM一樣都比較少。2.C24x16位定點DSP,速度為20MIPS,用作數字馬達操縱、工業自動化、電力轉換系統、空調等。在降低成本的同時,實現更加小型化、更具智能性和更加完善的產品設計。(2)TMS320C5000系列是一種低功耗高性能DSP,16位定點，速度為40MIPS200MIPS。要緊用途是有鈔票和無限通信、IP、便攜式信息系統、尋呼機、助聽器等。價格為5美元75美元。C5402速度為1