为什么dsp非常适合物联网设备使用 为什么DSP与RTOS很匹配？
随着基础网络的全面覆盖，物联网（iot）得到了快速的发展，而物联网终端设备也越来越多。
本文就来聊聊搭载rtos的新一代混合型dsp技术，是物联网的最佳选择。
dsp技术演进
dsp被用来转换和处理现实世界中的模拟信号，这种处理操作是通过复杂的信号处理算法来完成的。作为上世纪80年代就出现的技术，dsp在硬件功能和软件开发工具以及基础设施方面，已取得很大发展。早年的算法是用汇编语言编程到dsp上的。随着dsp市场的扩大以及算法变得越来越复杂，其架构也在不断发展，并促进了高级语言编译器的开发。
带嵌入式dsp内核的芯片，一般都集成有片内存储器，其大小通常足以容纳执行专用任务所需的整套程序。新一代dsp应用范围涵盖了音频/语音处理、图像处理、电信信号处理、传感器数据处理和系统控制等。而如今的物联网市场，则几乎覆盖了之前众多用例的各种组合。行业分析公司markets and markets预计，到2027年，全球物联网技术市场规模将增长到5664亿美元。面对如此庞大的物联网市场，新一代的dsp技术至关重要。
为什么dsp非常适合物联网设备？
物联网通过使用不同类型的传感器收集数据，实现现实世界中万物间的通信和连接。dsp对来自传感器的连续变化信号进行分析和处理。如今，已出现传感器hub dsp(如ceva-senspro2)，就是用来处理和融合多个传感器信息的，并用于上下文感知的神经网络推理。dsp设计用于分析和处理音视频、温度、压力或湿度等现实世界中的各类信号，其任务涉及精确和准确的实时重复数字计算。随着物联网市场的增长，越来越多的传感器得到部署，收集到的所有数据都需要得到高效的实时处理。如今越来越清晰的迹象表明，数据处理需要在物联网设备上直接进行，而不是将其发送到云端进行处理。
目前正在发生的另一个事关物联网设备的趋势是，越来越多地使用基于人工智能(ai)的算法完成数据的本地化处理。人工智能算法基于神经网络模型，需要高水平的并行能力才能有效执行。并行计算能力是dsp优于通用中央处理器(cpu)的一个关键优势。为了满足这一要求，现代dsp架构倾向于使用宽向量和单指令多数据(simd)功能。
简而言之，基于dsp的强大解决方案，可以同时满足现代物联网设备的高性能计算和低功耗需求。
为什么dsp与rtos很匹配？
正如dsp是一种专用处理器一样，rtos也是一种专用操作系统。dsp致力于极其快速和可靠地处理现实世界的数据，而rtos则致力于可靠地满足响应/反应时间方面的特定时序要求。dsp与通用cpu相比更紧凑，rtos与常规操作系统相比也是如此。这些特性完全符合物联网设备的需求，因而使得dsp和rtos成为物联网应用的理想之选。
从历史上看，嵌入式设备一般会利用一个专门用途、通常为8位或16位的微控制器，可以在没有rtos的情况下工作。但如今的物联网设备更加复杂，需要一个32位cpu与带有rtos的dsp相结合，来管理控制功能，并运行复杂的信号处理。
但问题是，新一代dsp是否足以同时完成物联网设备的信号处理和控制功能？答案是肯定的。一种能够提供面向dsp功能和面向控制器功能的混合dsp架构，正在迅速被物联网和其他嵌入式设备所采用。这种混合dsp具有支持超低指令字(vliw)架构实现、单指令多数据(simd)操作、单精度浮点运算、紧凑的代码规模、全rtos、超快速上下文切换、动态分支预测等特点，从而设备上不再需要额外的处理器来运行rtos。
面向dsp的rtos
基于dsp的rtos旨在充分利用dsp的高性能特性。它是一个先占式、基于优先级的多任务操作系统，可提供非常低的中断延迟。这类rtos附带驱动程序、应用程序编程接口(api)、以及为dsp芯片定制的dsp功能运行芯片支持库(csl)。所有片上外设都可以被控制，比如高速缓存、直接内存访问(dma)、定时器、中断单元等。因此，物联网应用程序开发人员能够轻松地配置rtos，从而高效处理资源请求和管理系统。
rt-thread是一款专为物联网设备优化的开源rtos，资源占用率极低、可靠性高、可扩展性强。rt-thread得到物联网设备所需丰富的中间件、硬件以及软件生态系统的广泛支持。
rt-thread支持gcc、keil、iar等所有主流编译工具，支持posix、cmsis、c++应用环境、以及micropython、javascript等多种标准接口。
rt-thread还为所有主流cpu和dsp架构提供强大的支持。通过rtos消息传递线程间的通信和同步、信号旗语等业务可得到始终如一的高效处理。
目前，rt-thread有两个版本。一个是用于资源丰富的物联网设备的标准版，而另一个则为nano版，用于资源受限的系统。
dsp与rt-thread的完美结合
某些dsp(如ceva dsp)架构设计，原生就支持rtos功能和超快速上下文切换，因此使用ceva dsp和rt-thread rtos实现的物联网设备，可以不中断rtos，同时处理不同资源之间的多种通信任务。例如，多核通信接口(mcci)机制支持内核之间的命令通信和消息传递。内核之间的通信是通过使用axi从端口直接访问专用命令寄存器来实现的。dsp有专门的控制和指令，可以通过mcci跟踪通信的状态。
图1：多核通信接口架构。(来源：ceva)
通过使用均为32位的mcci_num专用命令寄存器来执行内核之间的消息传递。32位com_regx寄存器由外部内核通过axi从端口写入，内核只能读取。对于128位axi总线，命令生成内核可以同时写入的寄存器多达四个，而对于256位axi总线，该数目则增至八个。
当生成命令的内核将命令输出到com_regx时，寻址寄存器将会被更新，com_sts寄存器中的相关状态位也会被更新。此外，中断(mes_int)将被确认以通知接收内核。
当接收内核读取其中一个com_regx寄存器后，会向发起方发送一个读取指示信号。读取指示信号由接收内核使用专用的rd_ind(读取指示)mcci_num位总线接口发送。rd_ind总线的每一位分别表示来自其中一个com_regx寄存器的读取操作。利用io接口，接收内核一次只能读取一个com_regx寄存器。这样不仅使不同内核间同步变得更简单，而且使同一内核中不同任务间的同步也变得更为容易。
dsp芯片和arm芯片区别 dsp的应用领域
2个器件，做1个恒流源
宽带中频数字接收机的FPGA实现
增大升压转换器的效用：以更低电压驱动更重负载
华数机器人六度斩获高工金球奖
为什么dsp非常适合物联网设备使用 为什么DSP与RTOS很匹配？
三星将在2021年推迷你LED背光QLED产品挑战OLED电视
苹果将在圣地亚哥大量招工 试图在高通的地盘上扩大影响力
三极管设计的多级音频放大器
二手信号分析仪
射极跟随器
全球存储芯片行业呈寡头垄断格局,我国企业兆易创新位列前三
国家电网启动新一轮充电桩建设，带动新能源汽车消费超过200亿元
BOOST-Buck电路工作原理分析
酷冷至尊推出MM720游戏鼠标，采用PMW3389传感器
魅蓝Note5将于12月8日上市 首发备货量充足超过30万台
诺基亚在苹果之前已研发出智能手表，可惜被微软砍掉了
亚马逊斥资40亿美元投资AI，Nvidia神经渲染技术或将全面实现
恩捷与Polypore子公司合作 共同在中国生产和销售锂电池干法隔膜
东芝推出了全世界尺寸最小级的800万、1300万像素的影像传感器
本文就来聊聊搭载rtos的新一代混合型dsp技术，是物联网的最佳选择。
dsp技术演进
dsp被用来转换和处理现实世界中的模拟信号，这种处理操作是通过复杂的信号处理算法来完成的。作为上世纪80年代就出现的技术，dsp在硬件功能和软件开发工具以及基础设施方面，已取得很大发展。早年的算法是用汇编语言编程到dsp上的。随着dsp市场的扩大以及算法变得越来越复杂，其架构也在不断发展，并促进了高级语言编译器的开发。
带嵌入式dsp内核的芯片，一般都集成有片内存储器，其大小通常足以容纳执行专用任务所需的整套程序。新一代dsp应用范围涵盖了音频/语音处理、图像处理、电信信号处理、传感器数据处理和系统控制等。而如今的物联网市场，则几乎覆盖了之前众多用例的各种组合。行业分析公司markets and markets预计，到2027年，全球物联网技术市场规模将增长到5664亿美元。面对如此庞大的物联网市场，新一代的dsp技术至关重要。
为什么dsp非常适合物联网设备？
物联网通过使用不同类型的传感器收集数据，实现现实世界中万物间的通信和连接。dsp对来自传感器的连续变化信号进行分析和处理。如今，已出现传感器hub dsp(如ceva-senspro2)，就是用来处理和融合多个传感器信息的，并用于上下文感知的神经网络推理。dsp设计用于分析和处理音视频、温度、压力或湿度等现实世界中的各类信号，其任务涉及精确和准确的实时重复数字计算。随着物联网市场的增长，越来越多的传感器得到部署，收集到的所有数据都需要得到高效的实时处理。如今越来越清晰的迹象表明，数据处理需要在物联网设备上直接进行，而不是将其发送到云端进行处理。
目前正在发生的另一个事关物联网设备的趋势是，越来越多地使用基于人工智能(ai)的算法完成数据的本地化处理。人工智能算法基于神经网络模型，需要高水平的并行能力才能有效执行。并行计算能力是dsp优于通用中央处理器(cpu)的一个关键优势。为了满足这一要求，现代dsp架构倾向于使用宽向量和单指令多数据(simd)功能。
简而言之，基于dsp的强大解决方案，可以同时满足现代物联网设备的高性能计算和低功耗需求。
为什么dsp与rtos很匹配？
正如dsp是一种专用处理器一样，rtos也是一种专用操作系统。dsp致力于极其快速和可靠地处理现实世界的数据，而rtos则致力于可靠地满足响应/反应时间方面的特定时序要求。dsp与通用cpu相比更紧凑，rtos与常规操作系统相比也是如此。这些特性完全符合物联网设备的需求，因而使得dsp和rtos成为物联网应用的理想之选。
从历史上看，嵌入式设备一般会利用一个专门用途、通常为8位或16位的微控制器，可以在没有rtos的情况下工作。但如今的物联网设备更加复杂，需要一个32位cpu与带有rtos的dsp相结合，来管理控制功能，并运行复杂的信号处理。
但问题是，新一代dsp是否足以同时完成物联网设备的信号处理和控制功能？答案是肯定的。一种能够提供面向dsp功能和面向控制器功能的混合dsp架构，正在迅速被物联网和其他嵌入式设备所采用。这种混合dsp具有支持超低指令字(vliw)架构实现、单指令多数据(simd)操作、单精度浮点运算、紧凑的代码规模、全rtos、超快速上下文切换、动态分支预测等特点，从而设备上不再需要额外的处理器来运行rtos。
面向dsp的rtos
基于dsp的rtos旨在充分利用dsp的高性能特性。它是一个先占式、基于优先级的多任务操作系统，可提供非常低的中断延迟。这类rtos附带驱动程序、应用程序编程接口(api)、以及为dsp芯片定制的dsp功能运行芯片支持库(csl)。所有片上外设都可以被控制，比如高速缓存、直接内存访问(dma)、定时器、中断单元等。因此，物联网应用程序开发人员能够轻松地配置rtos，从而高效处理资源请求和管理系统。
rt-thread是一款专为物联网设备优化的开源rtos，资源占用率极低、可靠性高、可扩展性强。rt-thread得到物联网设备所需丰富的中间件、硬件以及软件生态系统的广泛支持。
rt-thread支持gcc、keil、iar等所有主流编译工具，支持posix、cmsis、c++应用环境、以及micropython、javascript等多种标准接口。
rt-thread还为所有主流cpu和dsp架构提供强大的支持。通过rtos消息传递线程间的通信和同步、信号旗语等业务可得到始终如一的高效处理。
目前，rt-thread有两个版本。一个是用于资源丰富的物联网设备的标准版，而另一个则为nano版，用于资源受限的系统。
dsp与rt-thread的完美结合
某些dsp(如ceva dsp)架构设计，原生就支持rtos功能和超快速上下文切换，因此使用ceva dsp和rt-thread rtos实现的物联网设备，可以不中断rtos，同时处理不同资源之间的多种通信任务。例如，多核通信接口(mcci)机制支持内核之间的命令通信和消息传递。内核之间的通信是通过使用axi从端口直接访问专用命令寄存器来实现的。dsp有专门的控制和指令，可以通过mcci跟踪通信的状态。
图1：多核通信接口架构。(来源：ceva)
通过使用均为32位的mcci_num专用命令寄存器来执行内核之间的消息传递。32位com_regx寄存器由外部内核通过axi从端口写入，内核只能读取。对于128位axi总线，命令生成内核可以同时写入的寄存器多达四个，而对于256位axi总线，该数目则增至八个。
当生成命令的内核将命令输出到com_regx时，寻址寄存器将会被更新，com_sts寄存器中的相关状态位也会被更新。此外，中断(mes_int)将被确认以通知接收内核。
当接收内核读取其中一个com_regx寄存器后，会向发起方发送一个读取指示信号。读取指示信号由接收内核使用专用的rd_ind(读取指示)mcci_num位总线接口发送。rd_ind总线的每一位分别表示来自其中一个com_regx寄存器的读取操作。利用io接口，接收内核一次只能读取一个com_regx寄存器。这样不仅使不同内核间同步变得更简单，而且使同一内核中不同任务间的同步也变得更为容易。
dsp芯片和arm芯片区别 dsp的应用领域
2个器件，做1个恒流源
宽带中频数字接收机的FPGA实现
增大升压转换器的效用：以更低电压驱动更重负载
华数机器人六度斩获高工金球奖
为什么dsp非常适合物联网设备使用 为什么DSP与RTOS很匹配？
三星将在2021年推迷你LED背光QLED产品挑战OLED电视
苹果将在圣地亚哥大量招工 试图在高通的地盘上扩大影响力
三极管设计的多级音频放大器
二手信号分析仪
射极跟随器
全球存储芯片行业呈寡头垄断格局,我国企业兆易创新位列前三
国家电网启动新一轮充电桩建设，带动新能源汽车消费超过200亿元
BOOST-Buck电路工作原理分析
酷冷至尊推出MM720游戏鼠标，采用PMW3389传感器
魅蓝Note5将于12月8日上市 首发备货量充足超过30万台
诺基亚在苹果之前已研发出智能手表，可惜被微软砍掉了
亚马逊斥资40亿美元投资AI，Nvidia神经渲染技术或将全面实现
恩捷与Polypore子公司合作 共同在中国生产和销售锂电池干法隔膜
东芝推出了全世界尺寸最小级的800万、1300万像素的影像传感器