【安防知識網(wǎng)】DSP(Digital Signal Processing)是數(shù)字信號處理器件，是一種獨特的微處理器，有自己的完整指令系統(tǒng)，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。一個數(shù)字信號處理器在一塊不大的芯片內(nèi)包括有控制單元、運算單元、各種寄存器以及一定數(shù)量的存儲單元等，在其外圍還可以連接若干存儲器，并可以與一定數(shù)量的外部設(shè)備互相通信，有軟、硬件的全面功能，本身就是一個微型計算機。因此，它是一類專門為實現(xiàn)數(shù)字信號處理任務(wù)而設(shè)計的高性能的單片CPU。DSP采用的是哈佛設(shè)計，即數(shù)據(jù)總線和地址總線分開，使程序和數(shù)據(jù)分別存儲在兩個分開的空間，允許取指令和執(zhí)行指令完全重疊，也就是說在執(zhí)行上一條指令的同時就可取出下一條指令，并進行譯碼，這就大大的提高了微處理器的速度。此外，還允許在程序空間和數(shù)據(jù)空間之間進行傳輸，因為增加了器件的靈活性。

　　DSP的工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且它的實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。由于它運算能力很強，速度很快，體積很小，而且采用軟件編程具有高度的靈活性，因此為從事各種復(fù)雜的應(yīng)用提供了一條有效途徑。

　　DSP芯片，也稱數(shù)字信號處理器，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。DSP芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊的DSP 指令，可以用來快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。因此，DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)如下。

　　1、哈佛結(jié)構(gòu)

　　哈佛結(jié)構(gòu)的主要特點是將程序和數(shù)據(jù)存儲在不同的存儲空間中，即程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是兩個相互獨立的存儲器，每個存儲器獨立編址，獨立訪問。與兩個存儲器相對應(yīng)的是系統(tǒng)中設(shè)置了程序總線和數(shù)據(jù)總線，從而使數(shù)據(jù)的吞吐率提高了一倍。由于程序和存儲器在兩個分開的空間中，因此取指和執(zhí)行能完全重疊。

　　2、流水線操作

　　流水線與哈佛結(jié)構(gòu)相關(guān)，DSP芯片廣泛采用流水線以減少指令執(zhí)行的時間，從而增強了處理器的處理能力。處理器可以并行處理二到四條指令，每條指令處于流水線的不同階段。

　　3、專用的硬件乘法器

　　專用的硬件乘法器的乘法速度越快，DSP處理器的性能越高。由于具有專用的應(yīng)用乘法器，乘法可在一個指令周期內(nèi)完成。

　　4、特殊的DSP指令

　　一般，DSP芯片均是采用特殊的指令。

　　5、快速的指令周期

　　通常，哈佛結(jié)構(gòu)、流水線操作、專用的硬件乘法器、特殊的DSP指令、快速的指令周期等5部分，再加上集成電路的優(yōu)化設(shè)計可使DSP芯片的指令周期在200ns以下。[nextpage]

　　DSP的芯片有多種，可以按照以下的三種方式進行分類。

　　1、按基礎(chǔ)特性分

　　根據(jù)基礎(chǔ)特性，即DSP芯片的工作時鐘和指令類型來分類，可分為靜態(tài)DSP芯片與一致性的DSP芯片。靜態(tài)DSP芯片是，如果DSP芯片在某時鐘頻率范圍內(nèi)的任何頻率上能正常工作，除計算速度有變化外，沒有性能的下降的DSP芯片;一致性的DSP芯片是， 如果有兩種或兩種以上的DSP芯片，它們的指令集和相應(yīng)的機器代碼機管腳結(jié)構(gòu)相互兼容的DSP芯片。

　　2、按數(shù)據(jù)格式分

　　根據(jù)DSP芯片工作的數(shù)據(jù)格式可分為定點DSP芯片與浮點DSP芯片。即數(shù)據(jù)以定點格式工作的DSP芯片稱之為定點DSP芯片;以浮點格式工作的稱為浮點DSP芯片，但不同的浮點DSP芯片所采用的浮點格式不完全一樣，有的DSP芯片采用自定義的浮點格式，有的DSP芯片則采用IEEE的標(biāo)準浮點格式。

　　3、按用途分

　　按照DSP芯片的用途來分，可分為通用型DSP芯片和專用型DSP芯片。通用型DSP芯片適合普通的DSP應(yīng)用，如TI公司的一系列DSP芯片。專用型DSP芯片是為特定的DSP運算而設(shè)計的，更適合特殊的運算，如數(shù)字濾波，卷積和FFT等。