第1章数字信号处理器(DSP)综述

1、参考书参考书 (1) TMS320LF240 xDSP(1) TMS320LF240 xDSP硬件开发教程硬件开发教程, ,江思敏江思敏, ,机械工业机械工业出版社。出版社。(2) (2) TMS320LF240 xDSPTMS320LF240 xDSP应用程序设计教程应用程序设计教程, ,清源科技清源科技, ,机机械工业出版社。械工业出版社。(3) (3) TMS320LF240 xDSPTMS320LF240 xDSP结构、原理及应用结构、原理及应用, ,刘和平刘和平, ,北京北京 航空航天大学出版社航空航天大学出版社. .(4) (4) TMS320LF/LC24TMS320LF/LC2

2、4系列系列DSPDSP的的CPUCPU与外设与外设, ,徐科军等编徐科军等编译译, ,清华大学出版社。清华大学出版社。学时学时：20理论理论+10实验实验(38理论理论+18实验实验)考核：考核：考试（考试（60%）+平时成绩（平时成绩（40%）要求：要求：出勤、请假、作业、课堂纪律、实验报告出勤、请假、作业、课堂纪律、实验报告第第1 1章章 数字信号处理器数字信号处理器( (DSP)DSP)综述综述1.1 1.1 什么是什么是DSP DSP DSPDSP-Digital Signal Processor(-Digital Signal Processor(数字信号处理器数字信号处理器 ) )

3、 特别适合于特别适合于实现各种数字信号处理运算实现各种数字信号处理运算的的微处理器微处理器。数。数字信号处理技术过去受集成电路技术和数字化器件字信号处理技术过去受集成电路技术和数字化器件发展水平限制，只限于理论概念的讲授和仿真。发展水平限制，只限于理论概念的讲授和仿真。早期早期在计算机上仿真，算法实现。在计算机上仿真，算法实现。现在现在在在DSPDSP上实时处理上实时处理DSPDSP也可是也可是Digital Signal ProcessnigDigital Signal Processnig（数字信号处（数字信号处理）的缩写，国内常用理）的缩写，国内常用DSPDSP代表数字信号处理器代表数字

4、信号处理器。由于由于DSPDSP具有：具有：（1 1）丰富的硬件资源、（）丰富的硬件资源、（2 2）改进的并行结构、（）改进的并行结构、（3 3）高速的数据处理能力和功能强大的指令系统，高速的数据处理能力和功能强大的指令系统，已成为已成为世界半导体产业世界半导体产业中紧随中紧随微处理器微处理器与与微控制器微控制器（单片机）之后的（单片机）之后的又一个热点又一个热点在在通信、航空、航天、机器人、工业自动化、自动控通信、航空、航天、机器人、工业自动化、自动控制、网络及家电制、网络及家电 广泛的应用。广泛的应用。1.2 DSP1.2 DSP技术的发展及现状技术的发展及现状 19651965年，年，快

5、速傅立叶算法（快速傅立叶算法（FFTFFT），），使傅立叶分析的速使傅立叶分析的速度提高了数百倍，为数字信号处理的应用度提高了数百倍，为数字信号处理的应用奠定基础奠定基础。 但由于当时的但由于当时的计算机技术和数字电路技术发展水平的计算机技术和数字电路技术发展水平的限制，限制，FFTFFT应用受到限制应用受到限制。2020世纪世纪7070年代，由于年代，由于集成电路技术集成电路技术的发展，使用硬件的发展，使用硬件实现实现FFTFFT和数字滤波的算法成为可能。和数字滤波的算法成为可能。19781978年年，AMIAMI公司公司宣布第一个宣布第一个DSPDSP问世，但人们一般认问世，但人们一般认为

6、，为，2020世纪世纪7070年代后期推出的年代后期推出的Intel 2920Intel 2920才是第一才是第一片具有独立结构的片具有独立结构的DSPDSP。 19811981年，美国德州仪器（年，美国德州仪器（TITI）公司研制出了著名的）公司研制出了著名的TMS320TMS320系列系列的的首片首片低成本、高性能的低成本、高性能的DSPDSPTMS320TMS320C10C10。使。使DSPDSP技术向前跨出了意义重大的一步。技术向前跨出了意义重大的一步。DSPDSP主要厂商：主要厂商：美国美国TITI、 ADIADI、 MotorolaMotorola、ZilogZilog等公等公司。

7、司。TITI公司公司位居榜首，占全球位居榜首，占全球DSPDSP市场约市场约6060左右左右。 尽管当前的尽管当前的DSPDSP技术已达到较高的水平，但在一些技术已达到较高的水平，但在一些实实时性要求很高时性要求很高的场合，单片的场合，单片DSPDSP的处理能力还是不能满的处理能力还是不能满足要求。因此，足要求。因此，多总线多总线、多流水线多流水线和和多处理器多处理器并行并行就就成为提高系统性能的重要途径之一。成为提高系统性能的重要途径之一。 许多公司在提高单片性能的同时，在结构上为多处许多公司在提高单片性能的同时，在结构上为多处理器的理器的并行应用并行应用提供方便。提供方便。随着随着DSPD

8、SP的处理速度越来越快，功耗也随越大，特别是的处理速度越来越快，功耗也随越大，特别是在在电池供电的电池供电的便携式便携式及及嵌入式嵌入式小型或微型设备小型或微型设备中中的大量使用，都迫切要求的大量使用，都迫切要求DSPDSP在提高工作性能的同在提高工作性能的同时，降低工作电压，减少功耗。为此，各时，降低工作电压，减少功耗。为此，各DSPDSP厂家厂家积极研制并陆续推出多种积极研制并陆续推出多种低电压、低功耗低电压、低功耗芯片。芯片。例如，例如，TITI公司公司的的TMS320VC5416TMS320VC5416，内核工作电压只有，内核工作电压只有1.5V1.5V，有的，有的DSPDSP设置了多

9、种节能等待状态。设置了多种节能等待状态。低电压低电压和和低功耗低功耗已成为已成为DSPDSP的的重要技术指标之一重要技术指标之一。在在DSPDSP芯片向着高性能、高速、低功耗方向发展芯片向着高性能、高速、低功耗方向发展的同时，的同时，数字信号处理理论也在不断地发展。数字信号处理理论也在不断地发展。(1)(1)自适应滤波、卡尔曼滤波、同态滤波等理论自适应滤波、卡尔曼滤波、同态滤波等理论逐步成熟和应用，以及各种快速算法。逐步成熟和应用，以及各种快速算法。(2)(2) 声音与图像的压缩编码、识别与鉴别。声音与图像的压缩编码、识别与鉴别。(3)(3)加密解密，调制解调，信道辨别与均衡，智加密解密，调制

10、解调，信道辨别与均衡，智能天线，频谱分析能天线，频谱分析等算法。等算法。1.3 DSP1.3 DSP的应用的应用 诞生以来，已被广泛地应用在各个领域。当今的诞生以来，已被广泛地应用在各个领域。当今的DSPDSP应应用市场上，用市场上，通信设备和网络、多媒体技术通信设备和网络、多媒体技术等是最大等是最大的用户。从的用户。从DSPDSP的一个的一个最典型的应用手机最典型的应用手机，就可见，就可见DSPDSP的应用市场之大。的应用市场之大。主要应用：主要应用：（1 1）数字信号处理运算：数字信号处理运算：快速傅立叶变换（快速傅立叶变换（FFTFFT），），卷积，数字滤波，自适应滤波，相关模式匹配，加

11、卷积，数字滤波，自适应滤波，相关模式匹配，加密等。密等。（2 2）通信：通信：调制解调器，自适应均衡，数据加密，数调制解调器，自适应均衡，数据加密，数据压缩，扩频通信，纠错编码，传真，可视电话等。据压缩，扩频通信，纠错编码，传真，可视电话等。（3 3）网络控制及传输设备网络控制及传输设备：网络功能和性能的不断提：网络功能和性能的不断提高，如高，如视频信箱、交互式电视视频信箱、交互式电视等，要求更宽、更灵等，要求更宽、更灵活的传输带宽，实时传输和处理数据的活的传输带宽，实时传输和处理数据的网络控制器、网络控制器、网络服务器网络服务器和和网关网关都需要都需要DSPDSP的支持。的支持。（4 4）语

12、音处理语音处理：语音编码，语音合成，语音识别，语语音编码，语音合成，语音识别，语音邮件，语音存储音邮件，语音存储等。等。（5 5）电机和机器人控制电机和机器人控制：在单片内集成多个：在单片内集成多个DSPDSP处理处理器，可采用先进的神经网络和模糊逻辑控制等人工器，可采用先进的神经网络和模糊逻辑控制等人工智能算法。智能算法。机器人智能的视觉、听觉和四肢的灵活机器人智能的视觉、听觉和四肢的灵活运动运动必须有必须有DSPDSP技术支持。技术支持。（6 6）激光打印机、扫描仪和复印机激光打印机、扫描仪和复印机：DSPDSP不仅仅是控不仅仅是控制，还有繁重的数字信号处理任务，如制，还有繁重的数字信号处

13、理任务，如字符识别、字符识别、图像增强、色彩调整图像增强、色彩调整等。等。（7 7）自动测试诊断设备及智能仪器仪表、虚拟仪器自动测试诊断设备及智能仪器仪表、虚拟仪器：现代电子系统设备中，有近现代电子系统设备中，有近6060的设备及资金是用的设备及资金是用于测试设备，自动测试设备集高速数据采集、传输、于测试设备，自动测试设备集高速数据采集、传输、存储、实时处理于一体，是存储、实时处理于一体，是DSPDSP又一广阔应用领域。又一广阔应用领域。（8 8）图像处理：图像处理：二维、三维图形处理，图像压缩、传二维、三维图形处理，图像压缩、传输与增强，动画，机器人视觉，模式识别输与增强，动画，机器人视觉，

14、模式识别等。等。（9 9）军事：军事：保密通信，雷达处理，导航，导弹制导。保密通信，雷达处理，导航，导弹制导。 如如机载空机载空- -空导弹空导弹，内装有，内装有红外探测仪红外探测仪和和相应的相应的DSPDSP处处理部分理部分，完成目标的自动锁定与跟踪，完成目标的自动锁定与跟踪，战斗机上的战斗机上的目目视瞄准器视瞄准器和和步兵头盔式微光仪步兵头盔式微光仪，需要，需要DSPDSP完成图像滤完成图像滤波与增强，智能化目标的搜索、捕获。波与增强，智能化目标的搜索、捕获。（1010）自动控制自动控制：机器人控制，磁盘控制，自动驾驶，：机器人控制，磁盘控制，自动驾驶，声控，发动机控制等。声控，发动机控制

15、等。（1111）医疗仪器医疗仪器：助听，诊断工具，超声仪，：助听，诊断工具，超声仪，CTCT，核，核磁共振。磁共振。（1212）家用电器家用电器：数字电话，数字电视，音乐合成，：数字电话，数字电视，音乐合成，音调控制，玩具与游戏，高保真音响，数字收音机、音调控制，玩具与游戏，高保真音响，数字收音机、数字电视等。数字电视等。（1313）汽车：汽车： 防滑刹车，引擎控制，伺服控制，振动防滑刹车，引擎控制，伺服控制，振动分析，安全气囊的控制器，视像地图等。分析，安全气囊的控制器，视像地图等。一辆现代一辆现代的高级轿车上的高级轿车上，有，有3030多处多处电子控制设备上用到了电子控制设备上用到了DSP

16、DSP技术。技术。（1414）多媒体个人数字化产品多媒体个人数字化产品：数码相机，：数码相机，MP3MP3，掌上，掌上电脑，电子辞典，数码录音笔，数码复读机等。电脑，电子辞典，数码录音笔，数码复读机等。1.4 DSP1.4 DSP与单片机、嵌入式微处理器的区别与单片机、嵌入式微处理器的区别DSP DSP 、单片机以及嵌入式微处理器都是嵌入式家族的、单片机以及嵌入式微处理器都是嵌入式家族的一员。一员。最大区别最大区别是是DSPDSP能够高速、实时地进行数字信号处理运能够高速、实时地进行数字信号处理运算。算。数字信号处理运算的特点数字信号处理运算的特点是乘是乘/ /加及反复相乘加及反复相乘求和（乘

17、积累加）。求和（乘积累加）。为了能快速地进行数字信号处理的运算为了能快速地进行数字信号处理的运算，（1 1）DSPDSP设置了设置了硬件乘法硬件乘法/ /累加器累加器，（2 2）能在）能在单个指令周期内完成乘单个指令周期内完成乘/ /加运算加运算。（3 3）为满足）为满足FFTFFT、卷积等数字信号处理的特殊要求，、卷积等数字信号处理的特殊要求，目前目前DSPDSP大多在指令系统中设置了大多在指令系统中设置了“循环寻址循环寻址”及及“位倒序位倒序”寻址指令寻址指令和其他和其他特殊指令特殊指令，使得寻址、，使得寻址、排序的速度大大提高。排序的速度大大提高。DSPDSP完成完成10241024复点

18、复点FFTFFT的运算，的运算，所需时间仅为微秒量级。所需时间仅为微秒量级。高速数据的传输能力是高速数据的传输能力是DSPDSP高速实时处理的关键之一高速实时处理的关键之一。新型的新型的DSPDSP设置了单独的设置了单独的DMADMA总线及其控制器，在不总线及其控制器，在不影响或基本不影响影响或基本不影响DSPDSP处理速度的情况下，作并行的处理速度的情况下，作并行的数据传送，传送速率可达每秒百兆字节。数据传送，传送速率可达每秒百兆字节。DSPDSP内部有内部有流水线，它在指令并行、功能单元并行、多总线、流水线，它在指令并行、功能单元并行、多总线、时钟频率提高等方面不断创新和改进。时钟频率提高

19、等方面不断创新和改进。因此，因此， DSPDSP与单片机、嵌入式微处理器相比，与单片机、嵌入式微处理器相比，在在内部内部功能单元并行、多功能单元并行、多DSPDSP核并行、速度快、功耗小、完核并行、速度快、功耗小、完成各种成各种DSPDSP算法算法方面尤为突出。方面尤为突出。 单片机单片机也称微控制器或嵌入式控制器，它是为也称微控制器或嵌入式控制器，它是为中、低成本控制领域而设计和开发的。中、低成本控制领域而设计和开发的。单片单片机的位控能力强，机的位控能力强，I/OI/O接口种类繁多，片内外接口种类繁多，片内外设和控制功能丰富、价格低、使用方便，但设和控制功能丰富、价格低、使用方便，但与与D

20、SPDSP相比，处理速度较慢。相比，处理速度较慢。DSPDSP具有的高速具有的高速并行结构及指令、多总线，单片机却没有并行结构及指令、多总线，单片机却没有。DSPDSP处理的处理的算法的复杂度算法的复杂度和和大的数据处理流量大的数据处理流量更是单片机不可企及的。更是单片机不可企及的。嵌入式微处理器嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的的基础是通用计算机中的CPUCPU（微处理（微处理器），是嵌入式系统的核心。为满足嵌入式应用的器），是嵌入式系统的核心。为满足嵌入式应用的特殊要求，特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干

21、扰、微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强可靠性等方面一般都做了各种增强。与工业控制计。与工业控制计算机相比，嵌入式微处理器算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、质量轻、具有体积小、质量轻、成本低、可靠性高的优点成本低、可靠性高的优点，但是在电路板上必须包，但是在电路板上必须包括括ROMROM、RAMRAM、总线接口、各种外设等器件，从而、总线接口、各种外设等器件，从而降降低了系统的可靠性，技术保密性也较差低了系统的可靠性，技术保密性也较差。DSPDSP、单片机以及嵌入式微处理器三者各有所长、单片机以及嵌入式微处理器三者各有所长，技术的发展使得技术的发展使

22、得DSPDSP、单片机、嵌入式微处理、单片机、嵌入式微处理器器相互借鉴对方的优点，互相取长补短相互借鉴对方的优点，互相取长补短。1.5 DSP1.5 DSP的基本结构及主要特征的基本结构及主要特征DSPDSP是一种具有特殊结构的微处理器，为了达到快速进是一种具有特殊结构的微处理器，为了达到快速进行数字信号处理的目的，行数字信号处理的目的，DSPDSP的的总线结构大都采用总线结构大都采用了了程序程序和和数据数据分开的形式，分开的形式，并具有并具有流水线操作流水线操作的功的功能，单周期完成乘法的硬件乘法器以及一套适合数能，单周期完成乘法的硬件乘法器以及一套适合数字信号处理运算的字信号处理运算的指令

23、集指令集。DSPDSP的的基本结构基本结构及及主要特征主要特征如下。如下。1 1程序和数据分开的程序和数据分开的哈佛结构哈佛结构就是将程序和数据存储在两个不同的存储空间中。就是将程序和数据存储在两个不同的存储空间中。程序存储器空间和数据存储器空间分别独立编址。程序存储器空间和数据存储器空间分别独立编址。传统的冯传统的冯. .诺依曼结构诺依曼结构是程序存储器和数据存储器共是程序存储器和数据存储器共用用一个公共的存储空间和单一的地址和数据总线一个公共的存储空间和单一的地址和数据总线，程序和数据都从同一数据线输出，程序和数据都从同一数据线输出，依靠依靠指令计数器指令计数器中提供的地址中提供的地址来区

24、分来区分是指令、数据还是地址。是指令、数据还是地址。取指取指令令和和取数据取数据都访问同一存储器空间、使用同一数据都访问同一存储器空间、使用同一数据线，所以读程序和取指令不能同时进行，数据的吞线，所以读程序和取指令不能同时进行，数据的吞吐率低。吐率低。在哈佛结构中，由于程序存储器和数据存储器在哈佛结构中，由于程序存储器和数据存储器分开，即每个存储器空间独立编址、独立访问分开，即每个存储器空间独立编址、独立访问，并，并具有独立的程序总线和数据总线，取指令具有独立的程序总线和数据总线，取指令执行指令能完全重叠进行。执行指令能完全重叠进行。现在的现在的DSPDSP普遍采用普遍采用改进的哈佛结构改进的

25、哈佛结构，其，其结构、特点结构、特点如下：如下：（1 1）允许数据存放在程序存储器中，）允许数据存放在程序存储器中，并被算术指令并被算术指令运算指令直接使用运算指令直接使用，增强了灵活性。，增强了灵活性。（2 2）指令存储在指令存储在高速缓冲器高速缓冲器(Cache)(Cache)中，当执行本指中，当执行本指令时，不需要再从存储器中读取指令，令时，不需要再从存储器中读取指令，节省一个机节省一个机器周期的时间器周期的时间。 2 2流水线操作流水线操作由于由于DSPDSP芯片采用多组总线结构，允许芯片采用多组总线结构，允许CPUCPU同时进行指同时进行指令和数据的访问。因此，可执行令和数据的访问。

26、因此，可执行流水线流水线操作。操作。执行一条指令，执行一条指令，要要经过经过取指、译码、取数、执行取指、译码、取数、执行运算，运算，需要若干个指令周期才能完成。需要若干个指令周期才能完成。流水线技术是将各流水线技术是将各个步骤重叠起来进行个步骤重叠起来进行。即第一条指令取指、译码时，。即第一条指令取指、译码时，第二条指令取指；第一条指令取数时，第二条指令第二条指令取指；第一条指令取数时，第二条指令译码，第三条指令取指，依次类推。译码，第三条指令取指，依次类推。例如，例如，LF240 xLF240 x就可以实现就可以实现4 4级流水线操作级流水线操作（图（图1.11.1）。3. 3. 专门的硬件

27、乘法器和乘加指令专门的硬件乘法器和乘加指令MACMAC在数字信号处理的算法中，大量的运算是乘法和累加，在数字信号处理的算法中，大量的运算是乘法和累加，乘法和累加乘法和累加要占用绝大部分的处理时间。要占用绝大部分的处理时间。例如，例如，数字滤波、卷积、相关、向量和矩阵运算中，数字滤波、卷积、相关、向量和矩阵运算中，有大量的有大量的乘法和累加乘法和累加运算。运算。个人计算机：个人计算机：计算乘法需要多个周期用软件实现，计算乘法需要多个周期用软件实现，DSPDSP：设置了设置了硬件乘法器硬件乘法器以及以及乘加指令乘加指令MACMAC，在，在单周期单周期内取两个操作数一次完成乘加运算。内取两个操作数一

28、次完成乘加运算。 4. 4. 特殊的指令特殊的指令指令系统中，专为实现数字信号处理的指令系统中，专为实现数字信号处理的算法算法设设置了置了专门的特殊指令专门的特殊指令。例如例如: :DMOVDMOV指令指令，把指令的数据复制到该地址，把指令的数据复制到该地址加加1 1的地址中，原单元的内容不变，即数据移的地址中，原单元的内容不变，即数据移位，相当于数字信号处理中的延迟，例如位，相当于数字信号处理中的延迟，例如x(n)x(n)的延迟为的延迟为x(n-1)x(n-1)。5.5.丰富的片内存储器件和灵活的寻址方式丰富的片内存储器件和灵活的寻址方式片内集成片内集成FlashFlash和和双口双口RAM

29、RAM，通过通过片内总线片内总线访问这些存访问这些存储空间，因此储空间，因此不存在总线竞争和速度匹配问题不存在总线竞争和速度匹配问题，从，从而大大提高了数据的读而大大提高了数据的读/ /写速度。写速度。6. 6. 独立的直接存储器访问独立的直接存储器访问(DMA)(DMA)总线及其控制器总线及其控制器 DSP DSP为为DMADMA单独设置了完全独立的总线和控制器单独设置了完全独立的总线和控制器 7. 7. 高速的指令运行周期高速的指令运行周期采用上述措施，采用上述措施，DSPDSP指令周期指令周期可为可为几十几十nsns至几至几nsns，甚至甚至1ns1ns以下以下。 1.6 DSP1.6

30、DSP的分类及主要技术指标的分类及主要技术指标1.6.1 DSP1.6.1 DSP的分类的分类DSPDSP一般按以下三种方式分类。一般按以下三种方式分类。1.1.按数据格式分按数据格式分可分为可分为定点芯片定点芯片和和浮点芯片浮点芯片两种。两种。定点定点DSPDSP芯片芯片按照按照定点的数据格式定点的数据格式进行工作，其数据长进行工作，其数据长度通常为度通常为1616位、位、2424位、位、3232位位。定点定点DSPDSP的特点的特点：体积小、成本低、功耗小、对存储器：体积小、成本低、功耗小、对存储器的要求不高；但的要求不高；但数值表示范围较窄数值表示范围较窄，必须使用定点，必须使用定点定标

31、的方法，并要防止结果的溢出。定标的方法，并要防止结果的溢出。浮点浮点DSPDSP芯片芯片按照浮点的数据格式进行工作，其按照浮点的数据格式进行工作，其数据长度通常为数据长度通常为3232位、位、4040位位。由于浮点数的。由于浮点数的数数据表示动态范围宽据表示动态范围宽，运算中，运算中不必顾及小数点不必顾及小数点的的位置，因此开发较容易。但它的位置，因此开发较容易。但它的硬件结构相对硬件结构相对复杂、功耗较大复杂、功耗较大，且比定点，且比定点DSPDSP芯片的芯片的价格高价格高。2. 2. 按照用途分类按照用途分类DSPDSP按照用途分类可分为：按照用途分类可分为：通用型通用型和和专用型专用型。

32、 通用型：通用型：适用于普通的数字信号处理应用。适用于普通的数字信号处理应用。 专用型：专用型：适用于不同的数字信号处理运算或特定的适用于不同的数字信号处理运算或特定的应用场合。应用场合。例如例如，数字卷积、数字滤波、，数字卷积、数字滤波、FFTFFT等。等。1.6.2 DSP1.6.2 DSP的主要技术指标的主要技术指标种类繁多，结构差别大，种类繁多，结构差别大，不同厂商的产品指标甚至不不同厂商的产品指标甚至不具备可比性具备可比性，因此，下述技术指标只是从不同角度，因此，下述技术指标只是从不同角度描述了描述了DSPDSP的的处理能力处理能力或或技术性能技术性能，仅作为系统设计，仅作为系统设计

33、时的一种参考。时的一种参考。1.1.时钟频率时钟频率要要考虑两个方面考虑两个方面：一是一是DSPDSP内部工作主频内部工作主频，真正的工作频率真正的工作频率。一般是内。一般是内部主频越高，部主频越高，DSPDSP的数据处理速度越快。的数据处理速度越快。另一个是另一个是DSPDSP的外部时钟频率的外部时钟频率，这是，这是DSPDSP片外所加的片外所加的实际时钟频率，这个时钟频率实际时钟频率，这个时钟频率一般要经过一般要经过DSPDSP内部内部的锁相环倍频至的锁相环倍频至DSPDSP的内部工作主频的内部工作主频。外部时钟频。外部时钟频率低有利于减少外部电路间的干扰，使率低有利于减少外部电路间的干扰

34、，使PCBPCB布线容布线容易。所以一般是易。所以一般是外部时钟频率低外部时钟频率低（减少干扰），（减少干扰），内部时钟频率高内部时钟频率高（提高处理速度）。（提高处理速度）。2.2.机器周期机器周期执行一条指令所需要的时间执行一条指令所需要的时间。DSPDSP的的大部分指令是单大部分指令是单周期指令周期指令，即执行时间为一个机器周期。它也从，即执行时间为一个机器周期。它也从一个方面反映了一个方面反映了DSPDSP的数据处理速度。的数据处理速度。3.MIPS 3.MIPS 目前，最通常使用的是目前，最通常使用的是MIPSMIPS（Millions of Millions of Instruct

35、ion Per SecondInstruction Per Second），），即即每秒执行的百万每秒执行的百万条指令条指令。它综合了时钟频率、。它综合了时钟频率、DSPDSP并行度、机器并行度、机器周期等描述周期等描述DSPDSP处理速度的指标。处理速度的指标。可从可从MIPSMIPS来计算机器周期：来计算机器周期：例如例如，TMS320LF2407ATMS320LF2407A的的MIPSMIPS为为40MIPS40MIPS，其机，其机器周期为器周期为25ns25ns。4.MOPS4.MOPSMillions of Operation Per SecondMillions of Operat

36、ion Per Second每秒执每秒执行的百万条操作行的百万条操作。5.MFLOPS5.MFLOPSMillions of Float Operation Per SecondMillions of Float Operation Per Second每秒执行的百万次浮点运算每秒执行的百万次浮点运算。6.MACS6.MACSMACSMACS是指是指DSPDSP在在1 1秒内完成乘累加运算的次数秒内完成乘累加运算的次数。上述的有关衡量上述的有关衡量DSPDSP运算速度的指标，运算速度的指标，均以程序、数均以程序、数据都在据都在DSPDSP内部，内部，DSPDSP全速运行全速运行的结果。的结果。

37、实际上，实际上，当程序、数据有一部分在当程序、数据有一部分在DSPDSP片外时，片外时，尤其尤其是存储器的速度跟不上是存储器的速度跟不上DSPDSP速度要求时，速度要求时，DSPDSP处理速处理速度就不得不降下来。度就不得不降下来。1.7 1.7 如何选择如何选择DSPDSP并不存在最好的并不存在最好的DSPDSP，正确的，正确的DSPDSP选择取决于具体的应选择取决于具体的应用场合。用场合。没有任何没有任何DSPDSP能够满足所有的，或者大多能够满足所有的，或者大多数应用的需要数应用的需要。对于一种应用来说是好的选择，对。对于一种应用来说是好的选择，对另外的应用则可能是很差的选择。另外的应用

38、则可能是很差的选择。 DSPDSP第一类应用：第一类应用：采用专门的采用专门的复杂算法来处理大量数据复杂算法来处理大量数据。以以声纳声纳和和地震探矿地震探矿为例，算法非常复杂，产品的设为例，算法非常复杂，产品的设计工作量很大，也更复杂。因此设计者希望使用性计工作量很大，也更复杂。因此设计者希望使用性能最高的、最容易使用的、能支持多处理器配置的能最高的、最容易使用的、能支持多处理器配置的方案。方案。DSPDSP第二类应用第二类应用：大量便宜的嵌入式系统，如手机、硬大量便宜的嵌入式系统，如手机、硬盘和光盘驱动器（用于伺服控制）和便携式播放器盘和光盘驱动器（用于伺服控制）和便携式播放器。在这些应用中，在这些应用中，成本成本和和集成集成是极为重要的。对是极为重要的。对便携便携式式的以电池供电的产品，的以电池供电的产品，功耗功耗也极为重要。也极为重要。 1. 1. 如何选择数据格式如何选择数据格式数据处理运算的格式分为数据处理运算的格式分为定点格式定点格式和和浮点格式浮点格式。大多数大多数DSPDSP使用定点运算。有的使用定点运算。有的DSPDSP使用浮点运算。使用浮点运算。浮点运算的浮点运算的灵活性灵活性和和数据