[科普中国]-嵌入式DSP处理器

发展

20世纪70年代初，随着微计算机技术的发展，开始采用通用计算机实现数字滤波、频谱分析等传统的数字信号处理，使得数字信号处理从仅限于理论研究推广到实际应用，而且拓宽到了系统控制领域。20世纪70年代末，早期的DSP处理器出现，使得各种数字信号处理的算法可以用硬件处理器的方式实现。与此同时，在一些DSP处理器厂商的宣传下，人们逐渐将DSP等同于DSP处理器(Digital Signal Processor)。当然应该清楚，数字信号处理算法的实现，既可以用DSP处理器，也可以用MCU、MPU来完成，只是用DSP处理器专用性更强。近年来，采用FPGA器件实现数字信号处理算法，具有更快、更灵活的优势，因此DSP硬件实现呈现多样化的特点。

20世纪80年代，DSP应用开始从在通用单片机中以普通指令实现DSP功能，过渡到采用嵌入式DSP处理器。嵌入式DSP处理器有两个发展来源：一是由DSP处理器经过单片化、EMC改造，增加片上外设成为嵌入式DSP处理器，TI公司的TMs320c2000/C5000等属于此范畴；二是在通用单片机或片上系统(SoC)中增加DSP协处理器发展而来，例如Intel公司的MCS一296。

同时，推动嵌入式DSP处理器发展的一个重要因素是嵌入式系统的智能化，例如各种带有智能逻辑的消费类产品、生物信息识别终端、带有加解密算法的键盘、ADSL接入、实时语音压解系统和虚拟现实显示等。这类智能化算法一般运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这些正是嵌入式DSP处理器的长处所在。2

特点嵌入式数字信号处理器的长处在于能够进行向量运算、指针线性寻址等运算量较大的数据处理。

嵌入式数字信号处理器是专门用于信号处理的嵌入式处理器，在系统结构和指令算法方面经过特殊设计。因而具有很高的编译效率和指令执行速度。DSP芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构。具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作。提供特殊的DSP指令，可以快速实现各种数字信号处理算法。3

代表产品嵌入式DSP处理器比较有代表性的产品是Texas Instruments公司的TMS320系列和Motorola公司的DSP56000系列。TMS320系列处理器包括用于控制的C2000系列、用于移动通信的C5000系列，以及性能更高的C6000和C8000系列。DSP56000目前已经发展成为DSP56000、DSP56100、DSP56200和DSP56300等几个不同系列的处理器。另外，Philips公司近年也推出了基于可重置嵌入式DSP结构，采用低成本、低功耗技术制造的R．E．A．LDSP处理器，特点是具备双Harvard结构和双乘/累加单元，应用目标是大批量消费类产品。4