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DSP芯片選型須知

作者: 時間:2017-10-14 來源:網絡 收藏

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

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/201710/366370.htm

  1、概述

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

  32 bit浮點DSP:代表產品ADSP21020、TMS320C3X

  通用的代表性產品包括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、便攜的無線通信終端產品;C6000系列主要用于高性能復雜的通信系統。C5000系列中的TMS320C54x系列被廣泛應用于通信和個人消費電子領域。

  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,通過先期的算法確定及性能模擬,我們要選擇性價比最高的器件才能夠為下一步開發提供便利。

 

  DSP系統的設計流程圖

  2,DSP芯片的選擇方法

  一般而言,定點DSP芯片的價格較便宜,功耗較低,但運算精度稍低。而浮點DSP芯片的優點是運算精度高,且C語言編程調試方便,但價格稍貴,功耗也較大。例如TI的TMS320C2XX/C54X系列屬于定點DSP芯片,低功耗和低成本是其主要的特點。而TMS320C3X/C4X/C67X屬于浮點DSP芯片,運算精度高,用C語言編程方便,開發周期短,但同時其價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?下面我們來考慮兩種情況。

  1.按樣點處理

  所謂按樣點處理就是DSP算法對每一個輸入樣點循環一次。數字濾波就是這種情況。在數字濾波器中,通常需要對每一個輸入樣點計算一次。例如,一個采用LMS算法的256 抽頭的自適應FIR濾波器,假定每個抽頭的計算需要3個MAC周期,則256抽頭計算需要256×3=768個MAC周期。如果采樣頻率為8kHz,即樣點之間的間隔為125ms,DSP芯片的MAC周期為200ns,則768個MAC周期需要153.6ms的時間,顯然無法實時處理,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,對話帶的應用,后兩種DSP芯片可以實時實現,對聲頻應用,只有第三種DSP芯片能夠實時處理。當然,在這個例子中,沒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輸入樣點循環一次,而是每隔一定的時間間隔(通常稱為幀)循環一次。例如,中低速語音編碼算法通常以10ms或20ms為一幀,每隔10ms或20ms語音編碼算法循環一次。所以,選擇DSP芯片時應該比較一幀內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,設幀長為20ms,則一幀內TMS320LC549-80所能提供的最大運算量為160萬條指令。因此,只要語音編碼算法的運算量不超過160萬條指令,就可以在TMS320LC549-80上實時運行。

  3,我們在DSP芯片選型時需要注意什么?

  (1)速度指標:

  DSP最基本的速度指標是MIPS(百萬條指令每秒)和MFLOPS(百萬次浮點運算每秒),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。

  (2)輸入輸出的帶寬

  在運算速度達到要求時,還要考慮DSP輸入/輸出數據的速度是否足夠快。

  (3)精度和動態范圍:精度和動態范圍由DSP的數據字寬和定點/浮點數據格式決定。

  (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、片內語音處理功能、編解碼等,可以方便設計,降低成本。

  (5)片內存儲器

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

  (6)DSP開發工具

  選擇DSP芯片時必須注意其開發工具的支持情況,包括硬件和軟件。

  (7)功耗問題和硬件封裝問題

  (8)成本問題

  定點DSP較便宜,功耗較低,但運算精度稍低。

  浮點DSP稍貴,功耗較高,但運算精度高,C語言編程調試方便。



關鍵詞: DSP DSP芯片

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