我們大多會(huì)通過(guò)參數(shù)來(lái)了解一款DSP產(chǎn)品，或許在一段時(shí)間之后我們就會(huì)慢慢忘記這款產(chǎn)品的參數(shù)和性能，并且我們對(duì)一款DSP性能的好壞通常也僅僅是通過(guò)參數(shù)來(lái)判定。但這次我們來(lái)幫助大家從其他角度來(lái)進(jìn)行DSP的分析。
人們大多都去關(guān)心參數(shù)，但很少有人關(guān)注DSP的特點(diǎn)。DSP的數(shù)字信號(hào)處理有別于普通的科學(xué)計(jì)算與分析，它強(qiáng)調(diào)運(yùn)算處理的實(shí)時(shí)性，因此DSP除了具備普通微處理器所強(qiáng)調(diào)的高速運(yùn)算和控制功能外，針對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理，在處理器結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、指令流程上具有許多新的特征，其特點(diǎn)如下：
兩種結(jié)構(gòu)不同的運(yùn)算單元
通常一款DSP會(huì)擁有兩種運(yùn)算單元。硬件乘法器和多功能運(yùn)算單元，硬件乘法器可以在單個(gè)指令周期內(nèi)完成乘法操作，這是DSP區(qū)別于通用的微處理器的一個(gè)重要標(biāo)志。多功能運(yùn)算單元可以完成加減、邏輯、移位、數(shù)據(jù)傳送等操作。新一代DSP內(nèi)部甚至還包含多個(gè)并行的運(yùn)算單元，以提高其處理能力。針對(duì)濾波、相關(guān)、矩陣運(yùn)算等需要大量乘和累加運(yùn)算的特點(diǎn)，DSP的算術(shù)單元的乘法器和加法器，可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成相乘、累加兩個(gè)運(yùn)算。近年出現(xiàn)的一些DSP如ADSP2106X、DSP96000系列DSP可以同時(shí)進(jìn)行乘、加、減運(yùn)算，大大加快了FFT的蝶形運(yùn)算速度。
總線結(jié)構(gòu)決定執(zhí)行效率
通常一般的單片機(jī)的結(jié)構(gòu)都是統(tǒng)一的，很多模塊被集中在一起。比如程序和數(shù)據(jù)空間、共享的程序和數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)通常被設(shè)計(jì)在一起，即所謂的馮.諾依曼結(jié)構(gòu)。DSP普遍采用了數(shù)據(jù)總線和程序總線分離的哈佛結(jié)構(gòu)或者改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，極大地提高了指令執(zhí)行速度。片內(nèi)的多套總線可以同時(shí)進(jìn)行取指令和多個(gè)數(shù)據(jù)存取操作，許多DSP片內(nèi)嵌有DMA控制器，配合片內(nèi)多總線結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)塊傳送速度大大提高。
盡管DSP的計(jì)算能力在不斷提高，但對(duì)于同樣在不斷進(jìn)步的科技來(lái)說(shuō)，DSP的計(jì)算能力永遠(yuǎn)是不夠的。并且從功用上來(lái)說(shuō)，DSP的專(zhuān)職是數(shù)據(jù)處理，邏輯的計(jì)算并不是他的強(qiáng)項(xiàng)，在當(dāng)前流行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和數(shù)據(jù)庫(kù)管理方面，DSP仍然需要其他芯片的幫助和配合。或許在將來(lái)我們能夠設(shè)計(jì)出高度集成的一體化芯片來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
