DSP课程讲解PPT

1、西安电子科技大学电子工程学院1DSPDSP系统设计系统设计主主 讲：秦讲：秦 国国 栋栋西安电子科技大学电子工程学院2教学计划安排教学计划安排第第1 1章章 概述概述第第2 2章章 TSTS系列系列DSPDSP内核结构内核结构第第3 3章章 TSTS系列系列DSPDSP储存器和程序控制器储存器和程序控制器第第4 4章章 TSTS系列系列DSPIODSPIO资源资源第第5 5章章 TSTS系列系列DSPDSP指令系统指令系统第第6 6章章 TSTS系列系列DSPDSP程序设计与开发程序设计与开发第第7 7章章 TSTS系列系列DSPDSP接口技术接口技术第第8 8章章 TSTS系列系列DSPDS

2、P系统设计技术系统设计技术第第8 8章章 TSTS系列系列DSPDSP系统设计实例系统设计实例西安电子科技大学电子工程学院3第第1章：概述章：概述西安电子科技大学电子工程学院4内容提示内容提示1.1 1.1 数字信号处理器的基本概念和特点数字信号处理器的基本概念和特点1.2 1.2 数字信号处理器的应用领域数字信号处理器的应用领域1.3 ADI1.3 ADI公司的公司的DSPDSP系列简介系列简介1.4 TigerSHARC1.4 TigerSHARC 系列系列DSPDSP的特点的特点西安电子科技大学电子工程学院51.1 数字信号处理器的概念和特点数字信号处理器的概念和特点 数字信号处理器（D

3、igital Signal Processor,简称DSP）是一种专门用来实现各种信号处理算法的微处理器。根据使用方法的不同，DSP可以分成：v 专用的DSP： 专用的DSP用来实现某些特定的信号处理功能，如数字滤波、FFT等。它不需要编程，使用方便、处理速度快，但是缺乏灵活性。v 通用的DSP： 通用DSP则有完整的指令系统，通过编程来实现各种信号处理功能。西安电子科技大学电子工程学院6v 应用需求 DSP的产生主要是为了满足通信、雷达、数字电视、软件无线电等领域对数字信号处理的需要。v DSP的特点 数学计算密集应用：如典型的数字信号处理算法包括FFT、数字滤波等，其特点就是数学计算密集。

4、DSP在其体系结构上采取了一系列措施，使其在数学计算方面具有优越的性能。 实时计算：在通信领域的调制和解调、雷达中的信号检测中，必须在若干微秒至毫秒内完成数据处理，并且给出运算结果，这就是所谓实时处理。西安电子科技大学电子工程学院7数字信号处理器的特点数字信号处理器的特点 数字信号处理相对于模拟信号处理有很大的优越性，表现在精度高、灵活性大、可靠性好、易于大规模集成等方面。 数字信号处理有别于普通的科学计算与分析，它强调运算处理的实时性，因此DSP除了具备普通微处理器所强调的高速运算和控制功能外，针对实时数字信号处理，在处理器结构、指令系统、指令流程上具有许多新的特征，其特点如下： 西安电子科

5、技大学电子工程学院8（1 1）运算单元）运算单元v具有硬件乘法器和多功能运算单元： 硬件乘法器可以在单个指令周期内完成乘法操作，这是DSP区别于通用的微处理器的一个重要标志 多功能运算单元可以完成加减、逻辑、移位、数据传送等操作 新一代的DSP内部甚至还包含多个并行的运算单元。以提高其处理能力。v运算单元的特点： 针对滤波、相关、矩阵运算等需要大量乘和累加运算的特点，DSP的算术单元的乘法器和加法器，可以在一个时钟周期内可以完成相乘、累加两个运算。近年出现的大多数DSP可以同时进行乘、加、减运算，大大加快了FFT的蝶形运算速度。西安电子科技大学电子工程学院9（2 2）总线结构）总线结构v 传统

6、的通用处理器结构 采用统一的程序和数据空间、共享的程序和数据总线结构，即所谓的冯诺依曼结构。v DSP结构 普遍采用了数据总线和程序总线分离的哈佛结构或者改进的哈佛结构，极大的提高了指令执行速度。片内的多套总线可以同时进行取指令和多个数据存取操作，许多DSP带有DMA通道控制器，配合片内多总线结构，数据块传送速度大大提高。 如TI公司的C6000系列的DSP采用改进的哈佛结构，内部有一套256位的程序总线、两套32位的数据总线和一套32位的DMA总线。ADI公司的TigerSHARC系列DSP采用超级哈佛结构（Super Harvared Architecture Computer）,内部集成

7、了三套总线，即程序存储器总线、数据存储器总线和输入输出总线。西安电子科技大学电子工程学院10（3 3）专用寻址单元）专用寻址单元 DSP面向数据密集型应用，伴随着频繁的数据访问，数据地址的计算也需要大量时间。DSP内部配置了专用的寻址单元，用于地址的修改和更新，它们可以在寻址访问前或访问后自动修改内容，以指向下一个要访问的地址。地址的修改和更新与算术单元并行工作，不需要额外的时间。 DSP的地址产生器支持直接寻址、间接寻址操作，大部分DSP还支持位反转寻址（用于FFT算法）和循环寻址（用于数字滤波算法）。西安电子科技大学电子工程学院11（4 4） 片内存储器片内存储器v针对数字信号处理的数据密

8、集运算的需要，DSP对程序和数据访问的时间要求很高，为了减小指令和数据的传输时间，其内部集成有程序存储器和数据存储器，以提高程序和数据的访问速度。 如TI公司的C6000系列的DSP内部集成有1M7M位的程序和数据RAM； ADI公司的SHARC系列DSP内部集成有0.5M2M位的程序和数据RAM，Tiger SHARC系列DSP内部集成有6M24位的程序和数据RAM。西安电子科技大学电子工程学院12（5 5） 流水处理技术流水处理技术 v DSP大多采用流水技术，即将一条指令的执行过程分解成取指、译码、取数、执行等若干个阶段，每个阶段称为一级流水。v 每条指令都由片内多个功能单元分别完成取指

9、、译码、取数、执行等操作，从而在不提高时钟频率的条件下减少了每条指令的执行时间。西安电子科技大学电子工程学院13(6) 定点和浮点DSP的特点vDSP处理器有定点处理和浮点处理两大类，适用于不同场合 定点处理DSP 早期的定点处理DSP可以胜任大多数数字信号处理应用，但其可处理的数据的动态范围有限，如16 bit定点 DSP动态范围仅 96 dB。在某些数据的动态范围很大的场合，按定点处理可能会发生数据溢出，在编程时需要使用移位定标措施或者用定点指令模拟浮点运算，使程序执行速度大大降低。 浮点处理器 浮点处理器的出现解决了这些问题，它拓展了数据动态范围。浮点DSP的综合性能优于定点DSP，在相

10、同的指令周期内，它既可以完成32位定点运算，也可以完成浮点运算。而且其汇编源程序容易编写、可读性好、调试方便。西安电子科技大学电子工程学院14(7) DSP的处理能力v随着集成电路技术的进步，DSP处理器的运算能力不断提高 早期的5MIPS（百万条指令/秒） 目前已经发展到达1GFLOPS（千兆次浮点运算/秒）以上如TI公司的TMS320C6201和TMS320C6701处理能力达到1GFLOPSADI公司的ADSPTDS101到达2GFLOPS。v某些信号处理应用要求的处理能力 达到每秒几百亿、上千亿次运算。这可以通过提高DSP主频或者通过并行处理来满足，提高主频所遇到的难度和付出的成本越来

11、越大，单处理器性能的提高受到许多因素的限制。DSP处理器具有多处理器扩展接口，可以方便的实现多处理器并行处理结构，如TI公司的TMS320C4X，ADI公司的ADS-21060等新型DSP内部引入了并行处理技术，以满足处理速度的要求如TI公司的TMS320C6201和TMS320C6701ADI公司的ADSPTDS101等。西安电子科技大学电子工程学院151.2 1.2 数字信号处理器的应用领域数字信号处理器的应用领域 随着DSP性能的迅速提高和成本价格的大幅度下降，DSP的应用范围不断扩大，成为当前产量和销售量增长最快的电子产品之一。DSP应用几乎遍及整个电子领域，常见的典型应用有：1通用数

12、字信号处理 数字滤波、卷积、相关、FFT、希尔伯特变换、自适应滤波、窗函数、波形发生等。2. 通信 高速调制解调器、编译码器、自适应均衡器、传真、程控交换机、蜂房移动电话、数字基站、数字留言机、回音消除、噪声抑制、电视会议、保密通信、卫星通信、TDMAFDMACDMA等各种通信制式。随着互联网络的迅猛发展，DSP又在网络管理服务、信息转发、IP电话等新领域扮演着重要角色，而软件无线电的提出和发展进一步增强了DSP在无线通信领域的作用。 西安电子科技大学电子工程学院16数字信号处理器的应用领域（续）数字信号处理器的应用领域（续）3. 语音处理 语音识别、合成、矢量编码、语音信箱。4图形图像处理

13、三维图像变换、模式识别、图像增强、动画、电子出版、电子地图等。5自动控制 磁盘、光盘、打印机伺服控制、发动机控制、电机驱动等。6仪器仪表 测量数据谱分析、自动监测及分析、暂态分析、勘探、模拟试验。 7医学电子 助听器、CT扫描、超声波、心脑电图、核磁共振、医疗监护等。西安电子科技大学电子工程学院17数字信号处理器的应用领域（续）数字信号处理器的应用领域（续）8. 军事与尖端科技 雷达和声纳信号处理、雷达成像、自适应波束合成、阵列天线信号处理、导弹制导、火控系统、战场C3I系统、导航、全球定位GPS、目标搜索跟踪、尖端武器试验、航空航天试验、宇宙飞船、侦察卫星。9计算机与工作站 阵列处理机、计算

14、加速卡、图形加速卡、多媒体计算机。 10消费电子 数字电视、高清晰度电视、图像声音压缩解压器、VCDDVDCD播放机、电子玩具、游戏机、数字留言应答机、汽车电子装置、音响合成、住宅电子安全系统、家电电脑控制装置。 西安电子科技大学电子工程学院181.3 ADI公司的公司的DSP系列简介系列简介 ADI公司提供了完整DSP系列，适合于各种信号处理的需要。v16位的定点DSP产品 ADSP-21xx系列 Blackfin DSP 系列v32位的浮点DSP产品 SHARC系列 TigerSHARC系列v混合信号处理DSP产品 ADSP-2199X系列v嵌入式电机控制DSP系列 ADMC系列等 西安电

15、子科技大学电子工程学院19ADI的高性能的高性能DSP/嵌入式处理器嵌入式处理器CROSSCOREVisualDSP+ 集成调试、可视化工具.Blackfinu多媒体和网络多媒体和网络u汽车通信u生物检测u安全和监视u信息应用u家庭影院u宽带网关u工业应用TigerSHARCu高性能高性能u示波器u测试设备u超声、核磁共振( MRI )、 CT u雷达和通信u移动基站和天线SHARCu低成本浮点处理低成本浮点处理u高端家用音频u专业音频 u车载音频u汽车控制uGPSu电话 u医疗仪器u工业控制l西安电子科技大学电子工程学院20Blackfin的特征的特征v BLACKfins是高性能、是高性能

16、、16位、双位、双MAC的嵌入式处理器，具有的嵌入式处理器，具有DSP和控制和控制处理特征处理特征v DSP 特征特征400-750MHz内核，内核，1.5 GMACs (750Mhz)支持支持8/ 16/ 32位定点运算位定点运算高速设备接口和高速设备接口和DMA控制器控制器 并行接口并行接口 (PPI) : 具有具有 0-65MHz 并行数据口，适用于视频或者高速转换器并行数据口，适用于视频或者高速转换器SPORTS、 SPI、 外部口、外部口、 SDRAM、 UART (IrDA)等等Ethernet MAC、 CAN、 TW、 PWM等等控制处理特征控制处理特征32位架构位架构存储器管

17、理：超级和用户模式，存储器保护、存储器管理：超级和用户模式，存储器保护、cache等等Watchdog Timer, Real-time ClockRISC-like 指令集指令集多媒体处理特征多媒体处理特征扩展的多媒体指令，适用于高效视频、图像和音频处理扩展的多媒体指令，适用于高效视频、图像和音频处理西安电子科技大学电子工程学院21Blackfin的特征v 低功耗设计使得低功耗设计使得Blackfin特别适合电池供电或者其它电特别适合电池供电或者其它电源要求高的应用源要求高的应用 低功耗设计 0.15mW / MAC, 52mW 200 MHz 90mW 300MHz 280mW 600MH

18、z 软件可控制的片内整流器和时钟 PLLv 低成本应用低成本应用 ADSP-BF531 400Mhz/800MMACs = $4.95 10K ADSP-BF533 600Mhz/1200MMACs = $12.95 10K 系列化：不同的存储器容量和性能引脚兼容西安电子科技大学电子工程学院22What doesEnable?Micro- ProcessingImage ProcessingDigital SignalProcessingWireless Connectivity Bluetooth GSM 3rd GenerationDigital ImagingCODECs MPEG JP

19、EG H.263 H.264System Control / Applications SoftwareWired Connectivity USB TCP/IP MOST Network H.323/MEGACO Human Interface Speech Recognition Text To Speech Handwriting AudioOperating Systems /RTOSDesigned for High Level Language西安电子科技大学电子工程学院23ADSP-BF531/532/533 （低成本起点 ：$4.95）Performance 400 MHz t

20、o 756 MHz16/32-bit Core(2.4Gb/s Bandwidth) Power 1.2V 1.0V 265mW, 600 MHz100mW, 300 MHzAddress Range 132 MBytes On-Chip RAM 52K to 148K BytesPeripherals v2 SPORTSvUART & SPIv3 TimersvParallel Peripheral Interface/GPIOBandwidth v266Mbps I/Ov266Mbps DMAv266Mbps Memory DMA Voltage 0.8V to 1.4V (INT)2.2

21、5 to 3.6V (EXT)Temperature Range v-40C to +85C Ambient v-40C to +105C Ambient Package v160 MiniBGA v169 Lead-Free PBGAv176 LQFP (531 / 532)vKey FeaturesCode compatible & pin compatible family52Kbytes to 148Kbytes of on-board memoryParallel Port InterfacevDynamic Power Management varies frequency and

22、 voltagevInterfaces to External FLASH and SDRAMBlackfin CoreUp to 756 MHzSystem Interface UnitL116-bit ExternalBusInterfaceEmulator& Test ControlVoltageRegulatorEvent ControllerWatchdogTimerMemory DMASystem Control BlocksSPORT0Peripheral BlocksRealTimeClockPLLSRAM / CacheTo 80KBInst.To 64KBDataSPORT

23、1PPI 0 /GPIOUARTIrDA SPI0 TIMERS(3)High Speed I/O西安电子科技大学电子工程学院24Blackfin ：ADSP-BF561（高性能双核）（高性能双核）vKey FeaturesHigh performance dual-core328Kbytes of on-chip memoryThree independent DMA systemsvDynamic Power Management varies frequency and voltagevInterfaces to External FLASH and SDRAMPerformance 5

24、00 MHz to 756 MHz2 x 500-756 MHz16/32-bit Core(2.4Gb/s BandwidtPower 1.2V400mW, 500MHzAddress Range 768 MBytesOn-Chip SRAMvOn-Chip L1 SRAMvOn Chip L2 SRAM328 Kbytesv100 KB per core (200 KB total)vShared 128 KbytesPeripherals v2 SPORTSvUARTvSPIv12 Timersv2 PPIsBandwidth v532 Mbps I/Ov532 Mbps DMAv532

25、 Mbps Memory DMA Voltage 0.8V to 1.4V (INT)2.25V to 3.6V (EXT)Temperature Range v0C to +70C Ambient v-40C to +85C Ambient Package v256 Lead-Free MBGAv297 PBGA Pb-free in developmentBlackfin CoreUp to 756 MHzBlackfin CoreUp to 756 MHzSystem Interface UnitL1L2High Speed I/O32-bit ExternalBusInterfaceE

26、mulator& Test ControlVoltageRegulatorEvent ControllersWatchdogTimersMemory DMASystem Control Blocks128 KB SRAMSPORT0Peripheral BlocksPLLSRAM / Cache32KBInst.64KBDataSPORT1PPI 0 /GPIOPPI1 /GPIOSRAM / Cache32KBInst.64KBDataUARTIrDA SPI0 TIMERS(12) GPIO西安电子科技大学电子工程学院25ADSP-BF536/7 （Embedded Network）vKe

27、y FeaturesEmbedded 10/100 Ethernet MACEmbedded CAN 8 timers & 48 GPIOsvDynamic Power Management varies frequency and voltagevInterfaces to External FLASH and SDRAMPerformance 300 MHz to 600 MHz 16/32-bit Core(2.4Gb/s Bandwidth) Power 1.2V 1.0V 265mW, 600 MHz100mW, 300 MHzAddress Range 132 MBytes On-

28、Chip RAM 100K to 132K BytesPeripherals v10/100 Ethernet MACvCAN 2.0BvTWI (I2C)v2 SPORTSv2 UARTSvSPIv8 TimersvParallel Peripheral Interface/GPIOBandwidth v266Mbps I/Ov266Mbps DMAv266Mbps Memory DMA Voltage 0.8V to 1.2V (INT)2.25 to 3.6V (EXT)Product DifferencesADSP-BF536 Offers: 100KB L1 300MHz, 400M

29、Hz (-40C to +85C Ambient)ADSP-BF537 Offers: 132KB L1 400MHz, 500MHz (-40C to +85C Ambient) 600MHz (0C to +70C Ambient)Package v182 MiniBGA v208 Sparse MiniBGATestControlEmulationControlEvent ControllerWatchdogTimerMemory DMASystem Control BlocksPeripheral BlocksPLLProcessor CoreSystem Interface Unit

30、L1ScratchPad4KBSRAM SRAM/Cache 48KB 16KB 48KB 16KBUp to 64KB Inst.16-bitExternalMemory10/100 EthernetMAC/ 16 GPIOUp to 64KB DataMIIRMIIRTC32 GPIOSPORT1, UART0-1, SPI0, Timer0-7, PPI*SPORT0 / TWI / CAN*SRAM SRAM/Cache 16KB 16KB 32KB 32KB 西安电子科技大学电子工程学院26ADSP-BF534 （汽车和工业）（汽车和工业）vKey FeaturesEmbedded

31、CAN8 timers & 48 GPIOsIndustrial and Automotive temperature rangevDynamic Power Management varies frequency and voltagevInterfaces to External FLASH and SDRAMPerformance 400 MHz to 500 MHz16/32-bit Core(2.4Gb/s Bandwidth) Power 1.2V 1.0V 265mW, 600 MHz100mW, 300 MHz Address Range 132 MBytes On-Chip

32、RAM 132K Bytes Peripherals vCAN 2.0BvTWI (I2C)v2 SPORTSv2 UARTSvSPIv8 TimersvParallel Peripheral Interface / GPIO Bandwidth v266Mbps I/Ov266Mbps DMAv266Mbps Memory DMA Voltage 0.8V to 1.2V (INT)2.25 to 3.6V (EXT) Temperature Range v-40C to +85C Ambient v-40C to +105C Ambient Package v182 MiniBGA v20

33、8 Sparse MiniBGA TestControlEmulationControlEvent ControllerWatchdogTimerMemory DMASystem Control BlocksPeripheral BlocksPLLProcessor CoreSystem Interface UnitL1ScratchPad4KB64KB Inst.16-bitExternalMemory16 GPIO64KB DataRTC32 GPIOSPORT1, UART0-1, SPI0, Timer0-7, PPI*SPORT0 / TWI / CAN*SRAM SRAM/Cach

34、e 32KB 32KBSRAM SRAM/Cache 48KB 16KB* Peripherals Available in Various Combinations; NOT all simultaneously西安电子科技大学电子工程学院27SHARC 系列DSPSHARC低成本浮点处理低成本浮点处理u高端家用音频u专业音频 u车载音频u汽车控制uGPSu电话 u医疗仪器u工业控制西安电子科技大学电子工程学院28SHARC 系列特征系列特征v 低成本、高性能低成本、高性能 400MHz SIMD 浮点内核浮点内核2.4 GFLOPS800 浮点浮点 MMACSv 定点和浮点支持定点和浮点支

35、持每个周期每个周期6个个32/40位浮点操作位浮点操作每个周期每个周期6个个32定点操作定点操作v 大容量片内双端口存储器大容量片内双端口存储器 ADSP-2126x ：2 Mbits L1 SRAM，4 Mbits L1 ROMADSP-21361/2/3/4/5/6 ： 3 Mbits L1 SRAM，4 Mbits L1 ROMADSP-21367/8/9 ；3 Mbits L1 SRAM 6 Mbits L1 ROMv I/O 处理器处理器I/O处理器处理片内外高速数据流处理器处理片内外高速数据流与双端口与双端口SRAM连接，避免了与内核的冲突连接，避免了与内核的冲突v 接口接口6个个

36、SPI支持支持 I2S、 TDM、和标准模式、和标准模式8通道硬件通道硬件SRC (sample-rate conversion)S/PDIF 发送和接收发送和接收时钟发生器时钟发生器定时器定时器输入数据口输入数据口 (8 additional I2S ports)v 信号互连指派单元（信号互连指派单元（Signal Routing Unit）软件定义引脚关系软件定义引脚关系西安电子科技大学电子工程学院29ADSP-21367/21368/21369框图框图Shared MemorySupportJTAG and Control32-Bit ExternalMemory/SDRAM /16 P

37、WMsGPIO/Flags/IRQTimers (3)SPI (2)TWIUARTs (2)DigitalPeripheralInterfaceFeature only available on ADSP-21368/9400 MHz 1.35 VSIMDSHARC CoreOn-Chip L1 Memory2 MbitsSRAM6 MbitsROMI/O Processor With 32 Zero-Overhead DMA ChannelsSports (8)S/PDIF Tx/RxInterrupts (10)Precision ClockGenerators (4)8-Channel

38、Sample Rate Conversion(-140 dB)Input DataPort/PDAPGPIO (20)DigitalAppInterface西安电子科技大学电子工程学院30第3代 SHARCsSHARC ADSP-2126xSHARC ADSP-2136xKEY FEATURESADSP-21261ADSP-21262ADSP-21266ADSP-21267ADSP-21363ADSP-21364ADSP-21365ADSP-21366RAM / ROM (Mbits)1 / 32 / 42 / 41 / 33 / 43 / 43 / 43 / 4Max Frequency (

39、MHz)150200150/200150333333333333Audio Decoders in ROMNoNoYesYesNoNoYesYesDTCPNoNoNoNoNoNoYesNoS/PDIFNoNoNoNoNoYesYesYesEZ-Lite Development Kit2126221262212622126221364213642136421364SRC Performance (dB)No SRCNo SRCNo SRCNo SRCNo SRC140128128BGA (Balls)136136136136136136136136LQFP (leads)144144144144

40、144144144144Availability:RTPRTPRTPRTPX-GradeX-GradeX-GradeX-GradeOperating Temp Grades (Amb)C = 0C to +70C I = -40C to +85CA = -40C to +105C*CI-bga onlyCI-bga onlyCI-bga only CI- -bga onlyCIACIACIACIA* -40C to +105C, up to 200 MHz only西安电子科技大学电子工程学院31ADSP-21367/8/9汇集On-Chip ROM6 Mbits6 MbitsADSP-213

41、67ADSP-21368Performance400 MHz, 800 MMACs400 MHz, 800 MMACsOn-Chip RAM2 Mbits2 MbitsPackage208 Lead MQFP256 Ball SBGA256 Ball SBGASample Rate Converters8-Ch, 128 dB8-Ch, 140 dBMemory Sharing SupportNoYesADSP-21369400 MHz, 800 MMACs2 Mbits6 MbitsYesNo256 Ball SBGA西安电子科技大学电子工程学院32TigerSHARC处理器处理器Tiger

42、SHARCu高性能多处理器应用高性能多处理器应用u高性能高性能u示波器u测试设备u超声、核磁共振( MRI )、 CT u雷达和通信u移动基站和天线西安电子科技大学电子工程学院33TigerSHARC 特征特征v 高性能高性能 600MHz内核内核v 支持定点和浮点应用支持定点和浮点应用 每个周期每个周期8个个16位定点操作，位定点操作， 每个周期每个周期6个个 32/40位浮点操作位浮点操作v 大容量片内大容量片内EDRAM 片内存储器带宽片内存储器带宽: 38.4 GBytes / Sec TS201 24MBits TS202 12MBits TS203 4 Mbitsv 高高 I/O

43、带宽带宽 4 个个LVDS链路口：链路口：1 GByte/Sec 64位外部存储器接口：位外部存储器接口： 1 GByte/Secv 支持多处理器无缝连接支持多处理器无缝连接 不需要附加逻辑，支持不需要附加逻辑，支持8个处理器互连个处理器互连v 业界最号的低功耗性能业界最号的低功耗性能 1500 MFLOPS/W 500MHz 720 MFLOPS/W 600MHz 西安电子科技大学电子工程学院34TigerSHARC 技术特点技术特点v 指令并行性和 SIMD 操作 TS系列处理器内核在单个指令行中能够同时执行 14 条32位的指令码 。TS系列处理器还通过并行使用两个运算模块以及 SIMD

44、 专用计算而拥有了对单指令、多数据 SIMD 运算提供支持的能力。v 独立和并行运算模块 TS系列处理器具有两个运算模块，这两个模块可以独立操作、并行操作 v 整数ALU TS系列处理器具有两个整数 ALU（IALU），它们提供了强大的地址产生能力，并执行各种通用的整数运算。每个 IALU 具有一个多端口 32 字寄存器文件。作为地址生成器，这些 IALU 可执行直接或间接（提前和滞后修改）寻址。每个 IALU 都可指定从存储器进行单、双或四字存取。TS系列处理器 IALU 支持循环寻址操作的循环缓冲器，循环寻址方式为数字信号处理中经常出现的如滤波、相关、卷积、FFT等提供了高效的编程手段。I

45、ALU 能够自动处理地址指针回绕，因而减少了开销、提高了性能并简化了编程过程。 西安电子科技大学电子工程学院35TigerSHARC 技术特点技术特点v 程序控制器 TS系列处理器的程序控制器通过向存储器提供地址的方法来管理程序结构和程序流程。程序控制器的其他功能包括：根据诸如 JUMP、CALL、RTI 和 RTS 等指令来决定流程、递减循环计数器、处理硬件中断，并采用分支预测和 128 入口的分支目标缓冲器（BTB）来缩短分支延时，以有效实现条件和无条件跳转指令的有效执行。 v DMA 控制器 具有 14 个 DMA 通道的TS处理器片上 DMA 控制器可在无需处理器内核干预的情况下实现零开销数据传输。DMA 控制器能单独工作，且不为 DSP 内核所察觉，从而使得 DMA 操作能够在内核继续执行程序指令的同时正常进行。西安电子科技大学电子工程学院36TigerSHARC 技术特点技术特点v 链路口 ADSP-TS20XS 具有 4 个全双工链路口，每个采用低电压差分信号（LVDS）技术来提供 4 位接收和 4 位发送 I/O 功能。由于具备了在 500MHz 的双