现在市面上的dsp产品很多,定点dsp有200多种,浮点dsp有100多种。主要生产:ti 公司、ad公司、lucent、motorola和lsi logic公司。主导产品: ti 公司的tms320c54xx(16bit 定点)、 tms320c55xx(16bit 定点)、 tms320c62xx(32bit 定点)、 tms320c67xx(16bit 浮点)、motorola公司的dsp68000系列。我们在dsp选型时需要注意什么?
1、dsp芯片概述
16bit定点dsp:最早以tms320c10/c2x为代表,现在以tm320c2xx/c54xx为代表。
32 bit浮点dsp:代表产品adsp21020、tms320c3x
通用dsp芯片的代表性产品包括ti公司的tms320系列、ad公司adsp21xx系列、motorola公司的dsp56xx系列和dsp96xx系列、at&t公司的dsp16/16a和dsp32/32c等单片器件。
ti的三大主力dsp产品系列为c2000系列主要用于数字控制系统;c5000(c54x、c55x)系列主要用于低功耗、便携的无线通信终端产品;c6000系列主要用于高性能复杂的通信系统。c5000系列中的tms320c54x系列dsp芯片被广泛应用于通信和个人消费电子领域。
在dsp系统的设计流程中,选择合适的器件非常重要,在确定了系统功能需求之后,通过先期的算法确定及性能模拟,我们要选择性价比最高的器件才能够为下一步开发提供便利。
dsp系统的设计流程图
2,dsp芯片的选择方法
一般而言,定点dsp芯片的价格较便宜,功耗较低,但运算精度稍低。而浮点dsp芯片的优点是运算精度高,且c语言编程调试方便,但价格稍贵,功耗也较大。例如ti的tms320c2xx/c54x系列属于定点dsp芯片,低功耗和低成本是其主要的特点。而tms320c3x/c4x/c67x属于浮点dsp芯片,运算精度高,用c语言编程方便,开发周期短,但同时其价格和功耗也相对较高。
dsp应用系统的运算量是确定选用处理能力为多大的dsp芯片的基础。运算量小则可以选用处理能力不是很强的dsp芯片,从而可以降低系统成本。相反,运算量大的dsp系统则必须选用处理能力强的dsp芯片,如果dsp芯片的处理能力达不到系统要求,则必须用多个dsp芯片并行处理。那么如何确定dsp系统的运算量以选择dsp芯片呢?下面我们来考虑两种情况。
1.按样点处理
所谓按样点处理就是dsp算法对每一个输入样点循环一次。数字滤波就是这种情况。在数字滤波器中,通常需要对每一个输入样点计算一次。例如,一个采用lms算法的256 抽头的自适应fir滤波器,假定每个抽头的计算需要3个mac周期,则256抽头计算需要256×3=768个mac周期。如果采样频率为8khz,即样点之间的间隔为125ms,dsp芯片的mac周期为200ns,则768个mac周期需要153.6ms的时间,显然无法实时处理,需要选用速度更高的dsp芯片。表1.3示出了两种信号带宽对三种 dsp 芯片的处理要求,三种dsp芯片的mac周期分别为200ns、50ns和25ns。从表中可以看出,对话带的应用,后两种dsp芯片可以实时实现,对声频应用,只有第三种dsp芯片能够实时处理。当然,在这个例子中,没有考虑其他的运算量。
2.按帧处理
有些数字信号处理算法不是每个输入样点循环一次,而是每隔一定的时间间隔(通常称为帧)循环一次。例如,中低速语音编码算法通常以10ms或20ms为一帧,每隔10ms或20ms语音编码算法循环一次。所以,选择dsp芯片时应该比较一帧内dsp芯片的处理能力和dsp算法的运算量。假设dsp芯片的指令周期为 p(ns),一帧的时间为dt (ns),则该dsp芯片在一帧内所能提供的最大运算量为 dt/p条指令。例如tms320lc549-80的指令周期为12.5ns,设帧长为20ms,则一帧内tms320lc549-80所能提供的最大运算量为160万条指令。因此,只要语音编码算法的运算量不超过160万条指令,就可以在tms320lc549-80上实时运行。
3,我们在dsp芯片选型时需要注意什么?
(1)速度指标:
dsp最基本的速度指标是mips(百万条指令每秒)和mflops(百万次浮点运算每秒),还有fft和fir滤波器的速度及除法、求平房根等特殊运算的速度。
(2)输入输出的带宽
在运算速度达到要求时,还要考虑dsp输入/输出数据的速度是否足够快。
(3)精度和动态范围:精度和动态范围由dsp的数据字宽和定点/浮点数据格式决定。
(4)特定功能:若dsp上集成了多种上电加载功能、同步/异步串口、a/d、d/a、片内语音处理功能、编解码等,可以方便设计,降低成本。
(5)片内存储器
dsp片内存储器可用来放程序和数据,当程序和数据都放在片内时,dsp的运行速度要高得多,所以片内存储器越多越好。
(6)dsp开发工具
选择dsp芯片时必须注意其开发工具的支持情况,包括硬件和软件。
(7)功耗问题和硬件封装问题
(8)成本问题
定点dsp较便宜,功耗较低,但运算精度稍低。
浮点dsp稍贵,功耗较高,但运算精度高,c语言编程调试方便。
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