DSP芯片將是下述內容的主要介紹對象,通過這篇文章,小編希望大家可以對它的相關情況以及信息有所認識和了解,詳細內容如下。
一、DSP芯片應用
信號處理在生物醫(yī)學方面主要是用來輔助生物醫(yī)學基礎理論的研究和用于診斷檢查和監(jiān)護。例如,用于細胞學、腦神經學、心血管學、遺傳學等方面的基礎理論研究。人的腦神經系統由約 100億個神經細胞所組成,是一個十分復雜而龐大的信息處理系統。在這個處理系統中,信息的傳輸與處理是并列進行的,并具有特殊的功能,即使系統的某一部分發(fā)生障礙,其他部分仍能工作,這是計算機所做不到的。因此,關于人腦的信息處理模型的研究就成為基礎理論研究的重要課題。此外,神經細胞模型的研究,染色體功能的研究等等,都可借助于信號處理的原理和技術來進行。
信號處理用于診斷檢查較為成功的實例,有腦電或心電的自動分析系統、斷層成像技術等。斷層成像技術是診斷學領域中的重大發(fā)明。X射線斷層的基本原理是X射線穿過被觀測物體后構成物體的二維投影。接收器接收后,再經過恢復或重建,即可在一系列的不同方位計算出二維投影,經過運算處理即取得實體的斷層信息,從而大屏幕上得到斷層造像。信號處理在生物醫(yī)學方面的應用正處于迅速發(fā)展階段。
數字信號處理在其他方面還有多種用途,如雷達信號處理、地學信號處理等,它們雖各有其特殊要求,但所利用的基本技術大致相同。在這些方面,數字信號處理技術起著主要的作用。
二、DSP系統的特點
數字信號處理有別于普通的科學計算與分析,它強調運算處理的實時性,因此DSP除了具備普通微處理器所強調的高速運算和控制功能外,針對實時數字信號處理,在處理器結構、指令系統、指令流程上具有許多新的特征,其特點如下:
1.算術單元
具有硬件乘法器和多功能運算單元,硬件乘法器可以在單個指令周期內完成乘法操作,這是DSP區(qū)別于通用的微處理器的一個重要標志。多功能運算單元可以完成加減、邏輯、移位、數據傳送等操作。新一代DSP內部甚至還包含多個并行的運算單元,以提高其處理能力。針對濾波、相關、矩陣運算等需要大量乘和累加運算的特點,DSP的算術單元的乘法器和加法器,可以在一個時鐘周期內完成相乘、累加兩個運算。
2.總線結構
傳統的通用處理器采用統一的程序和數據空間、共享的程序和數據總線結構,即所謂的馮。諾依曼結構。DSP普遍采用了數據總線和程序總線分離的哈佛結構或者改進的哈佛結構,極大地提高了指令執(zhí)行速度。片內的多套總線可以同時進行取指令和多個數據存取操作,許多DSP片內嵌有DMA控制器,配合片內多總線結構,使數據塊傳送速度大大提高。
3.專用尋址單元
DSP面向數據密集型應用,伴隨著頻繁的數據訪問,數據地址的計算也需要大量時間。DSP內部配置了專用的尋址單元,用于地址的修改和更新,它們可以在尋址訪問前或訪問后自動修改內容,以指向下一個要訪問的地址。地址的修改和更新與算術單元并行工作,不需要額外的時間。DSP的地址產生器支持直接尋址、間接尋址操作,大部分DSP還支持位反轉尋址(用于FFT算法)和循環(huán)尋址(用于數字濾波算法)。
4.片內存儲器
針對數字信號處理的數據密集運算的需要,DSP對程序和數據訪問的時間要求很高,為了減小指令和數據的傳送時間,許多DSP內部集成了高速程序存儲器和數據存儲器,以提高程序和數據訪問存儲器的速度。
5.流水處理技術
DSP大多采用流水技術,即將一條指令的執(zhí)行過程分解成取指、譯碼、取數、執(zhí)行等若干個階段,每個階段稱為一級流水。每條指令都由片內多個功能單元分別完成取指、譯碼、取數、執(zhí)行等操作,從而在不提高時鐘頻率的條件下減少了每條指令的執(zhí)行時間。
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