DSP芯片選型須知

　　現在市面上的DSP產(chǎn)品很多，定點(diǎn)DSP有200多種，浮點(diǎn)DSP有100多種。主要生產(chǎn)：TI 公司、AD公司、Lucent、Motorola和LSI Logic公司。主導產(chǎn)品： TI 公司的TMS320C54xx（16bit 定點(diǎn)）、 TMS320C55xx（16bit 定點(diǎn)）、 TMS320C62xx（32bit 定點(diǎn)）、 TMS320C67xx（16bit 浮點(diǎn)）、Motorola公司的DSP68000系列。我們在DSP選型時(shí)需要注意什么？

　　1、DSP芯片概述

　　16bit定點(diǎn)DSP：最早以TMS320C10/C2X為代表，現在以TM320C2XX/C54XX為代表。

　　32 bit浮點(diǎn)DSP：代表產(chǎn)品ADSP21020、TMS320C3X

　　通用DSP芯片的代表性產(chǎn)品包括TI公司的TMS320系列、AD公司ADSP21xx系列、MOTOROLA公司的DSP56xx系列和DSP96xx系列、ATT公司的DSP16/16A和DSP32/32C等單片器件。

　　TI的三大主力DSP產(chǎn)品系列為C2000系列主要用于數字控制系統；C5000（C54x、C55x）系列主要用于低功耗、便攜的無(wú)線(xiàn)通信終端產(chǎn)品；C6000系列主要用于高性能復雜的通信系統。C5000系列中的TMS320C54x系列DSP芯片被廣泛應用于通信和個(gè)人消費電子領(lǐng)域。

　　在DSP系統的設計流程中，選擇合適的器件非常重要，在確定了系統功能需求之后，通過(guò)先期的算法確定及性能模擬，我們要選擇性?xún)r(jià)比最高的器件才能夠為下一步開(kāi)發(fā)提供便利。

　　DSP系統的設計流程圖

　　2，DSP芯片的選擇方法

　　一般而言，定點(diǎn)DSP芯片的價(jià)格較便宜，功耗較低，但運算精度稍低。而浮點(diǎn)DSP芯片的優(yōu)點(diǎn)是運算精度高，且C語(yǔ)言編程調試方便，但價(jià)格稍貴，功耗也較大。例如TI的TMS320C2XX/C54X系列屬于定點(diǎn)DSP芯片，低功耗和低成本是其主要的特點(diǎn)。而TMS320C3X/C4X/C67X屬于浮點(diǎn)DSP芯片，運算精度高，用C語(yǔ)言編程方便，開(kāi)發(fā)周期短，但同時(shí)其價(jià)格和功耗也相對較高。

　　DSP應用系統的運算量是確定選用處理能力為多大的DSP芯片的基礎。運算量小則可以選用處理能力不是很強的DSP芯片，從而可以降低系統成本。相反，運算量大的DSP系統則必須選用處理能力強的DSP芯片，如果DSP芯片的處理能力達不到系統要求，則必須用多個(gè)DSP芯片并行處理。那么如何確定DSP系統的運算量以選擇DSP芯片呢？下面我們來(lái)考慮兩種情況。

　　1．按樣點(diǎn)處理

　　所謂按樣點(diǎn)處理就是DSP算法對每一個(gè)輸入樣點(diǎn)循環(huán)一次。數字濾波就是這種情況。在數字濾波器中，通常需要對每一個(gè)輸入樣點(diǎn)計算一次。例如，一個(gè)采用LMS算法的256 抽頭的自適應FIR濾波器，假定每個(gè)抽頭的計算需要3個(gè)MAC周期，則256抽頭計算需要256×3＝768個(gè)MAC周期。如果采樣頻率為8kHz，即樣點(diǎn)之間的間隔為125ms，DSP芯片的MAC周期為200ns，則768個(gè)MAC周期需要153.6ms的時(shí)間，顯然無(wú)法實(shí)時(shí)處理，需要選用速度更高的DSP芯片。表1.3示出了兩種信號帶寬對三種 DSP 芯片的處理要求，三種DSP芯片的MAC周期分別為200ns、50ns和25ns。從表中可以看出，對話(huà)帶的應用，后兩種DSP芯片可以實(shí)時(shí)實(shí)現，對聲頻應用，只有第三種DSP芯片能夠實(shí)時(shí)處理。當然，在這個(gè)例子中，沒(méi)有考慮其他的運算量。

　　2．按幀處理

　　有些數字信號處理算法不是每個(gè)輸入樣點(diǎn)循環(huán)一次，而是每隔一定的時(shí)間間隔（通常稱(chēng)為幀）循環(huán)一次。例如，中低速語(yǔ)音編碼算法通常以10ms或20ms為一幀，每隔10ms或20ms語(yǔ)音編碼算法循環(huán)一次。所以，選擇DSP芯片時(shí)應該比較一幀內DSP芯片的處理能力和DSP算法的運算量。假設DSP芯片的指令周期為 p（ns），一幀的時(shí)間為Dt （ns），則該DSP芯片在一幀內所能提供的最大運算量為 Dt/p條指令。例如TMS320LC549-80的指令周期為12.5ns，設幀長(cháng)為20ms，則一幀內TMS320LC549-80所能提供的最大運算量為160萬(wàn)條指令。因此，只要語(yǔ)音編碼算法的運算量不超過(guò)160萬(wàn)條指令，就可以在TMS320LC549-80上實(shí)時(shí)運行。

　　3，我們在DSP芯片選型時(shí)需要注意什么？

　?。?）速度指標：

　　DSP最基本的速度指標是MIPS（百萬(wàn)條指令每秒）和MFLOPS（百萬(wàn)次浮點(diǎn)運算每秒），還有FFT和FIR濾波器的速度及除法、求平房根等特殊運算的速度。

　?。?）輸入輸出的帶寬

　　在運算速度達到要求時(shí)，還要考慮DSP輸入/輸出數據的速度是否足夠快。

　　（3）精度和動(dòng)態(tài)范圍：精度和動(dòng)態(tài)范圍由DSP的數據字寬和定點(diǎn)/浮點(diǎn)數據格式?jīng)Q定。

　　（4）特定功能：若DSP上集成了多種上電加載功能、同步/異步串口、A/D、D/A、片內語(yǔ)音處理功能、編解碼等，可以方便設計，降低成本。

　?。?）片內存儲器

　　DSP片內存儲器可用來(lái)放程序和數據，當程序和數據都放在片內時(shí)，DSP的運行速度要高得多，所以片內存儲器越多越好。

　?。?）DSP開(kāi)發(fā)工具

　　選擇DSP芯片時(shí)必須注意其開(kāi)發(fā)工具的支持情況，包括硬件和軟件。

　?。?）功耗問(wèn)題和硬件封裝問(wèn)題

　?。?）成本問(wèn)題

　　定點(diǎn)DSP較便宜，功耗較低，但運算精度稍低。

　　浮點(diǎn)DSP稍貴，功耗較高，但運算精度高，C語(yǔ)言編程調試方便。