dsp内核的演变

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1、河南省瑞光印务股份有限公司提供DSP内核的演变首先，为什么及什么时候必须使用DSP？我们可以先从应用的角度进行探讨。举个例说，手机通常需要至少2个DSP引擎，一个用于通信工作，另一个用于应用处理。在通信方面，通话一端的语音信号经数字化和压缩（DSP的一个典型功能），被调制为一个无线信号（另一个DSP工作），再通过无线基础设施发送到通话另一端，然后执行解调解压（也是DSP的功能）。在手机的应用处理方面，载有视频、图片和音频信号的数据文件必须经过解碼，然后才会被发送到屏幕、扬声器和耳机，所有这些典型的DSP工作虽然本质上各不相同，但它们都是通信

2、信道需要的工作。随着无线通信的不断进步，为了追上4G无线信道上100Mbps的速度，DSP承担的工作也在大幅度演进。如此高位速率的调制和解调需要一些先进的算法，包括多天线（又称MIMO）、多载波调制和QAM调制方案。而DSP引擎已作出相应发展，能够以多种方式满足这些要求，变成应用专用（或通信专用）DSP。在其它DSP领域也经已出现类似的进展，譬如视频处理就是一例。近年来，屏幕分辨率已从VGA渐渐提高到FullHD高分辨率（1080p），而且为了处理这些更高的分辨率，并保持最低的位速率，市场也出现了多种视频标准。由于传统的DSP引擎已很难满足

3、这些要求，各种不同的架构和设计理念应运而生，包括多核设计和SIMD（单指令，多数据）处理技术。在这里，DSP处理样演变为应用专用处理器，专门用于多媒体工作，同时保持其普遍性。下面将对这些方面进行详细的讨论。处理DSP应用的不同方法在SoC中实现DSP功能性有好几种方法，而我们将主要介绍DSP的可编程设计和半可编程设计实现方案，包括中央处理单元（CPU）、微控制器单元（MCU），和DSP。至于完全采用硬件来执行算法的硬件线路方法，这里就不赘述了。CPU的典型例子有Pentium和PowerPC处理器。这些超高性能的处理器本质上是通用处理器，时

4、钟频率高达2GHz或更高。CPU用于个人电脑、工作站和笔记本电脑等系统，而通常不适合于嵌入式应用。它们能够处理信号处理工作，但由于频率频率极高，致使功耗也相当高，同时带来电池寿命方面的问题。此外，这类CPU成本非常高，所以不适用于大多数消费电子设备。河南省瑞光印务股份有限公司提供河南省瑞光印务股份有限公司提供另一方面，MCU可被视为Pentium这类CPU的较慢较小版本。ARM和MIPS科技等公司都提供针对嵌入式应用的内核，它们主要适用于控制工作，能够运行WindowsMobile和Linux等操作系统。一般而言，MCU主要针对控制工作而设

5、计，缺乏典型的DSP支持能力。不过，也有一些MCU具有DSP功能性专用扩展，这一点稍后再作介绍。获得DSP功能性的第三种方法是纯粹DSP，它们非常适用于数学密集型工作和以资料为主的处理工作，而且专门为嵌入式应用而设计，可确保功耗及电路尺寸适合SoC芯片使用。这种纯粹DSP的典型例子有德州仪器的C55和C64、ADI的Blackfin以及CEVA的TeakLite和CEVA-XDSP内核系列。图1以X-Y坐标空间的形式描述了这些不同DSP解决方案的性能和灵活性。硬件线路加速器也在其中。此外，图中用不同的颜色标注出了每一种解决方案的功耗程度。图

6、1不同DSP解决方案的性能和灵活性MCU是完全可编程设计的通用处理器，故能够执行多种不同功能，适用于SoC中的不同应用。不过，因为MCU不是为DSP功能而设计，所以在这一方面无法获得高性能。河南省瑞光印务股份有限公司提供河南省瑞光印务股份有限公司提供如果运行频率在1GHz到2GHz范围的话，CPU执行DSP功能的速度当然比MCU更快。但是，除非电池容量够大，否则在掌上型产品中几乎不可能采用CPU来执行DSP功能。而硬件线路引擎的DSP性能最高，功耗最低，而灵活性却大为逊色。迄今为止，本地DSP在灵活性、性能和功耗三者之间的权衡折衷是最好的。

7、随着不同DSP应用继续发展，嵌入式处理器也衍生出新的类型。下面将一一进行讨论。DSP工作演变带动DSP处理器不断发展近年来，各种应用中的DSP要求有了显著的提高。例如，只要分析一下音频要求的演进，便会发现在极短时间内同时出现了多个进展，超过了DSP要求的5倍多。下面列出了家用音频应用设备中的一些新发展：●每通数据流的声道数目从2（立体声）增加到5.1（典型杜比数位设备），到7.1（典型蓝光光盘播放机）；●需要译码并混合的数据流数目从1（典型A/V接收器）增加到2（典型DVD用例）再到3（蓝光光盘用例）；●每通译码数据流的位速率从48Kbps

8、（MP3）增加到24Mbps（DTS-HDMA）；●音频转码器及后处理功能的复杂性增加。当前的DSP面对视频应用及其提出的要求也存在类似情况，同样需要更高的解析度、更高的位速率和