DSP芯片有什么特点？DSP芯片怎么分类？

DSP(Digital Signal Processing)即数字信号处理技术，DSP芯片即指能够实现数字信号处理技术的芯片。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，可以用来快速的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。

目前集成电路产业正处在高速发展阶段，芯片的集成度和复杂度越来越高，DSP芯片作为当前集成电路中使用最多的芯片越来越受关注。那么，你知道什么是DSP芯片吗?分类有哪些?具备什么特点?本文将具体介绍。

1.DSP芯片

DSP(Digital Signal Processor)芯片是指专门用于数字信号处理的一类器件，凭借其优异的运算速度，广泛应用于高速实时信号处理的系统中。DSP芯片被广泛应用于信号处理、通信、语音、图形/图像、军事、仪器仪表、自动控制、医疗、家用 电器等。

2.DSP芯片分类

DSP芯片可以按照不同方式进行分类：

(1)按基础特性可以分为静态DSP芯片和一致性DSP芯片;

(2)按数据格式可以分为定点DSP芯片和浮点DSP芯片;

(3)按用途可以分为通用型DSP芯片和专用型DSP芯片。

3.DSP芯片的特点

(1)DSP芯片内部设计基于改进的哈佛架构(Havard Structure)，在DSP问世之前，传统的处理器采用的是冯诺依曼架构(Von Neumann)，即共用数据地址总线及存储空间。而在哈佛结构中，数据总线和地址总线相互独立，分别访问其数据存储器和程序存储器，这种架构最大的特点在于在某一时刻可同时对数据和程序分别寻址，极大提高了数据处理能力。在此基础上，TI公司对哈佛架构进行了深度优化改进，使其DSP芯片中的数据总线和程序总线可实现部分交叉连接，这一优化，可将数据存放至程序存储器中，进而可直接被算数运算器寻址调用，扩展了DSP 芯片的机动性，同时，改进的哈佛结构可将程序置于高速Cache中，极大地节省了从程序存储器加载程序所消耗的时间，有效提升了数字信号的处理速度。

(2)DSP芯片采用流水线技术。通常在一条指令执行过程中，需要取址、译码、取操作数和执行等几个动作节拍分时进行，而在DSP流水线中，各个指令节拍操作可在同一时刻重叠执行，从而实现多条指令并行执行，协同操作，缩短指令执行所占时间，极大提升了程序的运算效率和数据的吞吐量。

(3)专用的硬件乘法器。在一般的微处理器上，算数逻辑单元(ALU)对两个操作数只能完成加减法以及逻辑运算等操作，而乘法和除法运算只能通过加法累加或是移位操作来进行，而数字信号运算常常涉及到大量的乘法和累加计算，造成其运算效率十分低下。对于DSP芯片来说，其内核中添加了专用于乘法操作的硬件乘法器，使之乘法运算可在很短的指令周期内完成。例如，TI公司出品的C6000系列DSP中，设计了两个专用硬件乘法器，执行16位数据相乘操作仅需两个指令周期。

DSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。

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。如果在某时钟频率范围内的任何时钟频率上，DSP芯片都能正常工作，除计算速度有变化外，没有性能的下降，这类DSP芯片一般称为静态DSP芯片。例如，日本OKI 电气公司的DSP芯片、TI公司的TMS320C2XX系列芯片属于这一类。

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芯片称为一致性DSP芯片。例如，美国TI公司的TMS320C54X就属于这一类。

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芯片称为定点DSP芯片，如TI公司的TMS320C1X/C2X、TMS320C2XX/C5X、TMS320C54X/C62XX系列，AD公司的ADSP21XX系列，AT&T公司的DSP16/16A，Motolora公司的MC56000等。以浮点格式工作的称为浮点DSP芯片，如TI公司的TMS320C3X/C4X/C8X，AD公司的ADSP21XXX系列，AT&T公司的DSP32/32C，Motolora公司的MC96002等。

不同浮点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，如TMS320C3X，而有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式，如Motorola公司的MC96002、FUJITSU公司的MB86232和ZORAN公司的ZR35325等。

3.按用途分

按照DSP的用途来分，可分为通用型DSP芯片和专用型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芯片属于通用型DSP芯片。专用DSP芯片是为特定的DSP运算而设计的，更适合特殊的运算，如数字滤波、卷积和FFT，如Motorola公司的DSP56200，Zoran公司的ZR34881，Inmos公司的IMSA100等就属于专用型DSP芯片。