数字信号处理系统的实现下

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1、5.6数字信号处理硬件-数字信号处理器一、数字信号处理器的发展概况1988年以来DSP的市场每年以40%的速度在增长，已超过了半导体的增长速度。预计到2007年DSP连同混合信号处理器件的市场将达到500亿美元。2003年DSP的市场为100多亿中国已占12%。1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片1980年，日本NEC公司推出的μPD7720是第一个具有乘法器的商用DSP芯片。MOTOROLA的DSP56和DSP96系列，AD（模拟器件）公司的ADSP2100系列以及AT&T的DSP16和DSP32系列。TI公司在1982年成功推出其第一代

2、DSP芯片TMS32010及其系列产品之后相继推出了一系列DSP芯片。最早问世的6种DSP从运算速度来看，MAC（乘法/累加）时间已经从20世纪80年代初的400ns（如TMS32010）降低到10ns以下DSP芯片内部关键的乘法器部件从1980年的占模片区（diearea）的40%左右下降到5%以下，先进的DSP芯片的片内已含有多个乘法器部件和算术逻辑单元，片内RAM的数量也增加了一个数量级以上。1980年采用4μmNMOS工艺，而现在则普遍采用亚微米（Micron）CMOS工艺每隔10年DSP芯片的发展年份19821992（97）2002工艺线宽（um）30.8（0.

3、35）0.18MAC*（MIPS）540（100）2G时钟（MH）2080（200）500RAM（Words）1441K16KROM（Words）1.5K4K64K价格（美元）150151.5功耗（mv/MIPS）25012.50.1晶体管数50K5005M硅片尺寸3英寸6英寸(8英寸)12英寸*做一次乘法和累加计算的时间二、DSP的特点1)采用哈佛（Harvard）总线结构。与哈佛结构相关，DSP芯片广泛采用流水线操作以减少指令执行时间冯氏结构CLKOUT1执行译码取指NN－1N－2N＋1N－1N＋2NN＋12)具有高速阵列乘法器等专用硬件。精度至少为16×16位定点，

4、一些DSP的片内已含有40×40位的浮点乘法器。3)具有高速的片内数据存储器和程序存储器。对于一些简单、单一的操作，例如卷积、相关等，可以在片内完成，避免与外部的低速存储器打交道。新近的DSP产品均为双端口片内RAM。乘法/累加指令位反转寻址模式数据移动操作饱和溢出处理重复指令4)具有满足信号处理应用要求的一些特殊指令。并行接口串行接口DMA多处理器并行的链路接口全局存储器的控制逻辑和接口5)具有高速的I/O接口。三、TMS320系列数字信号处理器TI公司于1982年推出了其第一代DSP产品TMS32010，目前已发展到两大类9个分支系列产品，两大类为浮点和定点，9个分支

5、系列分别满足不同的需要。C2000™DSPTIC28x™DSPCore:Theworld’sfirstcontroloptimizedDSPsMotorControlDSPTIC55x™DSPCore:Theworld’slowestmW/MIPSDSPsC5000™DSPPersonalDSPC6000™DSPTIC64x™DSPCore:Theworld’shighestperformanceDSPsBroadbandInfrastructureDSP三种主要DSP芯片TMS320C2000系列比8位或16位微控制器（MCU）速度更快、更灵活、功能更强的、面

6、向控制的微处理器。主要应用包括：电源功率控制、电机控制、制冷系统、可调激光器、不间断电源等。C24X系列为16位定点DSP芯片。C28X系列为TI近年新推出的32位定点DSP芯片。TMS320C2000系列C24X系列。指令周期大约在50-25ns之间。在指令方面有许多特殊功能的指令，如寻址方面有位反转寻址用于支持基二FFT运算，以及支持LMS自适应滤波或浮点归一化等运算的指令。C24X有两套数据总线，即数据读总线和数据写总线，可以在一个机器周期内同时读写数据。C24x系列的芯片具有事件管理器，以便支持马达控制。该事件管理器具有三个加/减定时器和九个比较器。TMS320C

7、2000系列C28X系列。TI近年新推出的32位定点DSP芯片。其乘法器可以执行32×32位的乘法，得到64位的结果，参与乘法的两个乘数可以是带符号的数、不带符号的数或一个带符号的数而另一个为不带符号的数。C28X支持32位单周期指令，其数据地址为32位，程序地址为22位，可以访问4G字（16位）的数据空间和4M字的程序空间。TMS320C5000系列目前，TMS320C5000主要有两大系列即TMS320C54x和TMS320C55x，这是目前最先进的定点DSP芯片。Copyright©2003TexasInstrument