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现代DSP芯片功能的扩展概述

作者:时间:2012-05-09来源:网络收藏

数字信号处理器(DSP)做某些模拟工作比模拟电路要出色,因此得以生存。在某些情况下,由于成本或复杂性的原因,任务甚至不能考虑用模拟电路,DSP仍然是一种可行的选择,在很多情况下可以轻松地完成那些任务。

这是因为DSP进行算术运算既好又快,如加法和乘法。聪明的数学家和工程师利用了这一实际,通过创造算法来解决主要采用两种数学运算的复杂的信号处理任务。

如今的不仅仅只是一个优秀的处理引擎。芯片上还集成了存储子系统、高速接口、I/O等等。增加这些部件的目的是为了提高整体性能,降低功耗以及针对特殊的处理任务。

为了更好地理解各种的可用选项以及器件各部分是如何配合作为一个整体,分析当今市场上几种有代表性的DSP是有帮助的。我们将仔细研究单核、单核加微控制器以及多核的例子。

单核DSP芯片

认为DSP芯片有一个单DSP核是很自然的,例如,TI的TMS320C6452(图1)。此芯片是高性能固点DSP的TMS320+家族的一员,针对工艺密集的多通道电信基础设施和医用成像系统。DSP核只不过是芯片设计的一部分,芯片的其余部分还包括存储器、I/O以及其他功能模块。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/257526.htm



C6452 DSP集成了组织为两级存储子系统的片上存储器。一级(L1)程序和数据存储器每个都是32k字节。此存储器可配置为映射RAM、高速缓存,或者两者的某种组合。

当配置为高速缓存时,L1程序(L1P)是一个直接映射高速缓存,而L1数据(L1D)是一个双向指令集结合高速缓存。二级(L2)存储在程序与数据空间之间共享。L2存储也能配置为映射RAM、高速缓存或者两者的某种组合。设计师可使用片上存储器为其项目增加特色。

C6452还包括两个串行吉比特媒体独立接口(SGMII)以太媒体接入控制(MAC)口和一个吉比特开关。此开关通过自动监控数据流以确保只有一个合适的TI将决策门加到所能的开关上,例如,用来辨别语音和数据通信,以提高多芯片设计的效率。如果DSP全部用于语音处理,就会阻止数据流进入,这样可更有效地使用其处理带宽。此外,器件具有两个电信串行接口端(TSIP),可无缝连接至常见电信串行数据流。

C6452上的其他I/O有一个66MHz PCI接口或通用主机端接口(UHPI);一个到外部存储器的双数据率(DDR2)接口;TI开发的专利串行通信接口VLYNQ;一个16位外部存储器接口(EMIFA);一个多通道通用音频串行口(McASP);以及其他熟悉的接口。从此DSP的I/O判断,可以肯定它是用于电信应用。其他应用用的是不同的I/O。

C6452和TI其他几款DSP的核心是 mega模块,其组成包括几个元件:+处理器、L1程序和数据存储控制器、L2存储控制器、内部DMA(IDMA)、中断控制器、掉电控制器以及外部存储控制器(图2)。Mega模块还支持对L1P、L1D和L2存储器的存储保护。此外还提供mega模块资源的带宽管理。



模块上的C64x+处理器是一非常快速的DSP,工作速率可达1.2GHz。它采用8个功能模块、两个寄存器文件以及两个数据路径。在这八个功能单元中,有两个是乘法器或者M单元。每个M单元在每个时钟周期执行四次16位×16位乘法-累加(MAC)。


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