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CPU与DSP两种类型处理器

2024-11-04 10:51:44 amethystfob
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CPU与DSP两种类型处理器分别用于不同场景,这两种处理器具有不同的体系结构,DSP采用哈佛结构。

编程DSP芯片是一种具有特殊结构的微处理
器,为了达到快速进行数字信号处理的目的,
DSP芯片一般都采用特殊的软硬件结构:
1.哈佛结构。
DSP采用了哈佛结构,将存储器空间划分成两
个,分别存储程序和数据。它们有两组总线连
接到处理器核,允许同时对它们进行访问,每
个存储器独立编址,独立访问。这种安排将处
理器的数据吞吐率加倍,更重要的是同时为处
理器核提供数据与指令。在这种布局下,DSP
得以实现单周期的MAC指令。
在哈佛结构中,由于程序和数据存储器在两个
分开的空间中,因此取指和执行能完全重叠运
行。
2.流水线。
与哈佛结构相关,DSP芯片广泛采用2-6级流水
线以减少指令执行时间,从而增强了处理器的
处理能力。这可使指令执行能完全重叠,每个
指令周期内,不同的指令都处于激活状态。
3.独立的硬件乘法器。
在实现多媒体功能及数字信号处理的系统中,
算法的实现和数字滤波都是计算密集型的应
用。在这些场合,乘法运算是数字处理的重要
组部分,是各种算法实现的基本元素之一。乘
法的执行速度越快,DSP处理器的性能越高。
相比与一般的处理器需要30-40个指令周期,
DSP芯片的特征就是有一个专用的硬件乘法
器,乘法可以在一个周期内完成。

4.特殊的DSP指令。
DSP的另一特征是采用特殊的指令,专为数字
信号处理中的一些常用算法优化。这些特殊指
令为一些典型的数字处理提供加速,可以大幅
提高处理器的执行效率。使一些高速系统的实
时数据处理成为可能。
5.独立的DMA总线和控制器。
有一组或多组独立的DMA总线,与CPU的程
序、数据总线并行工作。在不影响CPU工作的
条件下,DMA的速度已经达到800MB/S以上。
这在需要大数据量进行交换的场合可以减小
CPU的开销,提高数据的吞吐率。提高系统的
并行执行能力。
6.多处理器接口。
使多个处理器可以很方便的并行或串行工作以
提高处理速度。
7.JTAG(JointTestActionGroup)标准测试
接口(IEEE1149标准接口)
便于对DSP作片上的在线仿真和多DSP条件下的
调试。
8.快速的指令周期。
哈佛结构,流水线操作,专用的硬件乘法器,
特殊的DSP指令再加上集成电路的优化设计,
可是DSP芯片的指令周期在10ns以下。快速的
指令周期可以使DSP芯片能够实时实现许多DSP
应用。


标题:CPU与DSP两种类型处理器
作者:amethystfob
地址:https://newmoon.top/articles/2024/11/04/1730688704726.html

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