資料介紹
按照傳統方式,嵌入式應用中的數字信號處理器(DSP)相對于主微控制器(MCU)起從屬作用。在這些應用中,MCU用作系統控制器,而大量的數據處理留給DSP。例如,在音頻或視頻處理應用中有可能需要人機界面管理,或者是整個系統的控制。
設計方案選擇
為完成這些任務,有幾種系統設計方案選擇。
第一種方案將DSP和MCU芯片組合在印制電路板(PCB)上。這種方案成本高并且占用面積大,但是可適當地調整每個芯片的尺寸以最大限度地滿足系統需要。
第二種方案是一種將DSP和MCU組合在單個封裝內的多芯片模塊(MCM)。這種方案的局限性是,設計工程師必須按“50/50”的時間比例分配給控制和DSP功能;例如,一旦DSP超出時間,MCU將不能完成計算任務。像第一種方案選擇一樣,當DSP和MCU內核獨立存在時,需要兩套開發工具。
第三種方案是將DSP功能合并到一個MCU中。這種方案只適合于直接的信號處理應用。MCU的時鐘頻率和計算體系結構根本上不太適合大量的數字處理。有些MCU試圖通過增加一個乘法和累加器(MAC)(DSP的一個特點)來補償上述不足。但是這種方案仍然缺乏高級應用所需要的基本的“由下至上 ”的體系結構設計 。
最近,已經出現第四種方案它是將MCU的功能合并到一個DSP中。這類方案的一個例子是美國模擬器件公司(Anolog?。模澹觯椋悖濉。桑睿悖喎QADI)的Blackfin? 處理器系列。這些新型處理器具有統一的經過優化的體系結構,不僅適于數據計算,而且也適于有關的控制任務。通過平衡執行控制任務與復雜計算的要求,這種方案可以根據系統實時處理的需要,完成100%的控制或者100%的計算任務。完成所有這一切任務不需要在DSP模式和MCU模式之間的模式轉換。
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?。牛恚酰欤幔簦铮颉。Α。裕澹螅簟。茫铮睿簦颍铮欤?a href='http://www.1cnz.cn/tags/仿真器/' target='_blank' class='arckwlink_none'>仿真器和測試控制
Voltage Regulation=穩壓電源
Event?。茫铮睿簦颍铮欤欤澹颍绞录刂破?br /> ?。茫欤铮悖耄ǎ校蹋蹋綍r鐘
鎖相環(PLL)
?。停澹恚铮颍。模停粒酱鎯ζ?br /> 直接存儲器存?。ǎ模停粒?br /> ?。祝幔簦悖瑁洌铮纭。裕椋恚澹颍奖O視定時器
?。遥澹幔臁。裕椋恚濉。茫欤铮悖耄?a href='http://www.1cnz.cn/tags/實時時鐘/' target='_blank' class='arckwlink_none'>實時時鐘
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和高速緩存
32?。耍隆。桑睿螅簦颍酰悖簦椋铮睢。遥希停剑常病。耍轮噶?br /> 只讀存儲器(ROM)
32?。耍隆。模幔簦帷。樱遥粒停茫幔悖瑁澹剑常病。耍聰祿?br /> 靜態存儲器(SRAM)
和高速緩存
4 KB Scratchpad?。遥粒停剑础。耍?br /> 高速暫存
隨機存儲器(RAM)
System?。桑睿簦澹颍妫幔悖濉。眨睿椋簦较到y接口單元
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UART=通用異步收發器
?。樱校桑酱型鈬涌冢ǎ樱校桑?br /> ?。龋椋螅穑澹澹洹。樱澹颍椋幔臁。校铮颍簦螅礁咚俅卸丝?br /> PCI/USB=可編程通信接口(PCI)和通用串行總線(USB)
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一類新型的DSP也提供一套RISC指令系統集、存儲器管理單元、事件控制器和多種外設以便在一顆單芯片內提供大量計算和高效系統控制功能。
?。模樱信cMCU比較
首先讓我們回顧一下DSP和MCU的典型功能。DSP主要是在一單個時鐘周期內盡可能完成多個MAC(乘法和累加)操作。為了這一點,指令的操作代碼通常是可變的超長的指令字(VLIW)。DSP也適于工作在緊密、高效的環路中。另外,為了達到性能指標通常需要編寫優化的匯編代碼。由于DSP的算法程序一般裝在小容量、短等待時間的內置存儲器中,所以代碼密度通常不是大問題。
像DSP主要用于完成計算一樣,MCU主要用于完成控制功能。同樣地,典型的MCU應用包括許多條件操作,在程序流程中頻繁地跳轉。通常使用C或者C++語言編寫程序。代碼密度極為重要,并且根據編譯代碼的長度來評估算法。存儲器系統是基于高速緩存從而允許該系統設計工程師用較長等待時間從較大的存儲器中調用較大程序。利用基于高速緩存系統,程序員不需要考慮如何以及何時將指令輸入到內核去執行。
設計方案選擇
為完成這些任務,有幾種系統設計方案選擇。
第一種方案將DSP和MCU芯片組合在印制電路板(PCB)上。這種方案成本高并且占用面積大,但是可適當地調整每個芯片的尺寸以最大限度地滿足系統需要。
第二種方案是一種將DSP和MCU組合在單個封裝內的多芯片模塊(MCM)。這種方案的局限性是,設計工程師必須按“50/50”的時間比例分配給控制和DSP功能;例如,一旦DSP超出時間,MCU將不能完成計算任務。像第一種方案選擇一樣,當DSP和MCU內核獨立存在時,需要兩套開發工具。
第三種方案是將DSP功能合并到一個MCU中。這種方案只適合于直接的信號處理應用。MCU的時鐘頻率和計算體系結構根本上不太適合大量的數字處理。有些MCU試圖通過增加一個乘法和累加器(MAC)(DSP的一個特點)來補償上述不足。但是這種方案仍然缺乏高級應用所需要的基本的“由下至上 ”的體系結構設計 。
最近,已經出現第四種方案它是將MCU的功能合并到一個DSP中。這類方案的一個例子是美國模擬器件公司(Anolog?。模澹觯椋悖濉。桑睿悖喎QADI)的Blackfin? 處理器系列。這些新型處理器具有統一的經過優化的體系結構,不僅適于數據計算,而且也適于有關的控制任務。通過平衡執行控制任務與復雜計算的要求,這種方案可以根據系統實時處理的需要,完成100%的控制或者100%的計算任務。完成所有這一切任務不需要在DSP模式和MCU模式之間的模式轉換。
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和高速緩存
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32?。耍隆。模幔簦帷。樱遥粒停茫幔悖瑁澹剑常病。耍聰祿?br /> 靜態存儲器(SRAM)
和高速緩存
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隨機存儲器(RAM)
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一類新型的DSP也提供一套RISC指令系統集、存儲器管理單元、事件控制器和多種外設以便在一顆單芯片內提供大量計算和高效系統控制功能。
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首先讓我們回顧一下DSP和MCU的典型功能。DSP主要是在一單個時鐘周期內盡可能完成多個MAC(乘法和累加)操作。為了這一點,指令的操作代碼通常是可變的超長的指令字(VLIW)。DSP也適于工作在緊密、高效的環路中。另外,為了達到性能指標通常需要編寫優化的匯編代碼。由于DSP的算法程序一般裝在小容量、短等待時間的內置存儲器中,所以代碼密度通常不是大問題。
像DSP主要用于完成計算一樣,MCU主要用于完成控制功能。同樣地,典型的MCU應用包括許多條件操作,在程序流程中頻繁地跳轉。通常使用C或者C++語言編寫程序。代碼密度極為重要,并且根據編譯代碼的長度來評估算法。存儲器系統是基于高速緩存從而允許該系統設計工程師用較長等待時間從較大的存儲器中調用較大程序。利用基于高速緩存系統,程序員不需要考慮如何以及何時將指令輸入到內核去執行。
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