DSP 信息汇总

一、什么是DSP

DSP，Digital Signal Processor，也就是数字信号处理器。这是一种具有特殊结构的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的微处理器。将模拟信号转换成数字信号，用于专用处理器的高速实时处理。

DSP的工作原理：接收外部输入的模拟信号，然后将其转换为数字信号（为0或1），再对数字信号进行运算处理，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

DSP芯片的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，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是当前越来越热门、应用越来越广泛的微处理器芯片。

二、DSP的类型

1. 根据基础特性 根据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。如果DSP芯片在某时钟频率范围内的任何频率上能正常工作，除计算速度有变化外，没有性能的下降，这类DSP芯片一般称之为静态DSP芯片。如果有两种或两种以上的DSP芯片,它们的指令集和相应的机器代码机管脚结构相互兼容,则这类DSP芯片称之为一致性的DSP芯片。
2. 根据数据格式 数据以定点格式工作的DSP芯片称之为定点DSP芯片。以浮点格式工作的称为浮点DSP芯片。不同的浮点DSP芯片所采用的浮点格式不完全一样，有的DSP芯片采用自定义的浮点格式，有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式。
3. 根据用途 可分为通用型DSP芯片和专用型的DSP芯片。通用型DSP芯片适合普通的DSP应用，如TI公司的一系列DSP芯片。专用型DSP芯片市为特定的DSP运算而设计，更适合特殊的运算，如数字滤波，卷积和FFT等。

三、DSP芯片的基本特性

1. 哈佛结构： 哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址，独立访问。与两个存储器相对应的是系统中设置了程序总线和数据总线，从而使数据的吞吐率提高了一倍。由于程序和存储器在两个分开的空间中，因此取指和执行能完全重叠。
2. 流水线操作： 流水线与哈佛结构相关，DSP芯片广泛采用流水线以减少指令执行的时间，从而增强了处理器的处理能力。处理器可以并行处理二到四条指令，每条指令处于流水线的不同阶段。
3. 专用的硬件乘法器
4. 特殊的DSP指令
5. 快速的指令周期

四、DSP芯片指标

1. 运算速度。运算速度是芯片的一个最重要的性能指标，也是选择芯片时所需要考虑的一个主要因素。运算速度可以用以下几种性能指标来衡量：
   • 指令周期。就是执行一条指令所需要的时间，通常以纳秒（ns）为单位。
   • MAC时间。即一次乘法加上一次加法的时间。
   • FFT执行时间。即运行一个N点FFT程序所需的时间。
   • MIPS。即每秒执行百万条指令。
   • MOPS。即每秒执行百万次操作。
   • MFLOPS。即每秒执行百万次浮点操作。
   • BOPS。即每秒执行十亿次操作。

五、其他

1. 指令流水线总结
2. todo