1 什么是dsp芯片

　　dsp芯片，也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。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。根据数字信号处理的要求，dsp芯片一般具有如下的一些主要特点：

　　（1） 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。

　　（2） 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。

　　（3） 片内具有快速ram，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。

　　（4） 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。

　　（5） 快速的中断处理和硬件i/o支持。

　　（6） 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。

　　（7） 可以并行执行多个操作。

　　（8） 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。与通用微处理器相比，dsp芯片的其他通用功能相对较弱些。

　　2 dsp芯片的发展

　　世界上第一个单片dsp芯片是1978年ami公司宣布的s2811，1979年美国iintel公司发布的商用可编程期间2920是dsp芯片的一个主要里程碑。这两种芯片内部都没有现代dsp芯片所必须的单周期芯片。 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。第一个采用cmos工艺生产浮点dsp芯片的是日本的hitachi 公司，它于1982年推出了浮点dsp芯片。1983年，日本的fujitsu公司推出的mb8764，其指令周期为120ns ，且具有双内部总线，从而处理的吞吐量发生了一个大的飞跃。而第一个高性能的浮点dsp芯片应是at&t公司于1984年推出的dsp32。

　　在这么多的dsp芯片种类中，最成功的是美国德克萨斯仪器公司（texas instruments，简称ti）的一系列产品。ti公司灾982年成功推出启迪一代dsp芯片tms32010及其系列产品tms32011、tms32c10/c14/c15/c16/c17等，之后相继推出了第二代dsp芯片tms32020、tms320c25/c26/c28，第三代dsp芯片tms32c30/c31/c32，第四代dsp芯片tms32c40/c44，第五代dsp芯片tms32c50/c51/c52/c53以及集多个dsp于一体的高性能dsp芯片tms32c80/c82等。

　　自1980年以来，dsp芯片得到了突飞猛进的发展，dsp芯片的应用越来越广泛。从运算速度来看，mac（一次乘法和一次加法）时间已经从80年代初的400ns（如tms32010）降低到40ns（如tms32c40），处理能力提高了10多倍。dsp芯片内部关键的乘法器部件从1980年的占模区的40左右下降到5以下，片内ram增加一个数量级以上。从制造工艺来看，1980年采用4μ的n沟道mos工艺，而现在则普遍采用亚微米cmos工艺。dsp芯片的引脚数量从1980年的最多64个增加到现在的200个以上，引脚数量的增加，意味着结构灵活性的增加。此外，dsp芯片的发展，是dsp系统的成本、体积、重量和功耗都有很大程度的下降。

　　3 dsp芯片的分类

　　dsp的芯片可以按照以下的三种方式进行分类。

　　1. 按基础特性分

　　这是根据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. 按数据格式分

　　这是根据dsp芯片工作的数据格式来分类的。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. 按用途分

　　按照dsp芯片的用途来分，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。

　　4 dsp芯片的选择

　　设计dsp应用系统，选择dsp芯片时非常重要的一个环节。只有选定了dsp芯片才能进一步设计外围电路集系统的其它电路。总的来说，dsp芯片的选择应根据实际的应用系统需要而确定。一般来说，选择dsp芯片时考虑如下诸多因素。

　　1． dsp芯片的运算速度。运算速度是dsp芯片的一个最重要的性能指标，也是选择dsp芯片时所需要考虑的一个主要因素。dsp芯片的运算速度可以用以下几种性能指标来衡量：

　　（1） 指令周期。就是执行一条指令所需要的时间，通常以ns为单位。

　　（2） mac时间。即一次乘法加上一次加法的时间。

　　（3） fft执行时间。即运行一个n点fft程序所需的时间。

　　（4） mips。即每秒执行百万条指令。

　　（5） mops。即每秒执行百万次操作。

　　（6） mflops。即每秒执行百