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标题: 微处理器内核与DSP的嵌入式应用 [打印本页]

作者: liyf 时间: 2012-1-27 14:06
标题: 微处理器内核与DSP的嵌入式应用

　　开发包括信号处理与控制算法且要求这两种算法间实现互操作性的嵌入式应用时，我们要面临几大挑战。举例来说，当我们将桌面应用或其它复杂应用连接到嵌入式设备上时，让该嵌入式设备的DSP/RISC 内核实时工作并适当地进行代码分组(code parTItiONing)会相当困难，因为要这两种不同内核实现同步操作需要进行大量的工作。视频或协议处理等众多高级嵌入式应用会增加多内核上代码分组的难度，而且大多数代码分组工作都要由编程人员完成。以采用德州仪器 (TI)TMS320C55x DSP 与 ARM RISC 处理器的双内核架构为例来说，DSP 执行信号处理任务，而 ARM 9 则执行控制功能 (如图 1 所示)。

　　图 2 ARM NEON 架构
　　这种架构对 3G 手机等特定应用而言非常适用。就这种应用来说，DSP 数据引擎可用于视频编码等专门的处理工作，而集成了NEON DSP 功能的 ARM 内核则可用于音视频解码，RISC 处理引擎则可用于用户界面及协议栈处理等。
　　三内核架构(如图 3 所示)将类似于 MCU 的 RISC 负载/存储型架构与类似 DSP 的 Harvard 存储器架构结合在一起，地址总线均为 32 位宽。程序与数据存储器总线为 64 位宽。内核本身不包含任何存储器，不过可由设计人员定制。超标量架构包括 32 位定点数据通路、负载/存储单元及程序控制单元等。该设备每个循环能执行多达三个指令(数据通路指令、负载/存储指令以及指定回路的指令)，这适合高性能DSP应用的需求。

　　图3 三内核构架
　　有关设备还支持各种 DSP 寻址模式，其中包括带前后增量的寄存器间接寻址、索引寻址、循环(自动模数)寻址及位翻转寻址等。位翻转技术对译出FFT算法的输入输出很有用，这是常见的DSP操作。此外还支持零开销硬件循环。
　　总之，采用集成 RISC/DSP 处理器支持实时嵌入式系统的优势在于：
　　不影响DSP与微控制器性能的条件下，单个架构完美集成了DSP与微控制器的功能与特性；
　　速任务切换功能使集成内核能像虚拟处理器一样工作，并在DSP与微控制器任务间实现快速切换，有时仅需几个时钟周期；
　　大的片上存储器块(RAM 与 ROM)有助于提高系统性能并降低功耗；
　　成架构无需额外的粘接逻辑便可直接控制片上外设。
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