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標簽 > 信號處理器
信號處理器也稱(chēng)頻道處理器，它的作用是把天線(xiàn)接收到VHF和UHF頻段廣播電視信號。
信號處理器也稱(chēng)頻道處理器，它的作用是把天線(xiàn)接收到VHF和UHF頻段廣播電視信號。
信號處理器也稱(chēng)頻道處理器，它的作用是把天線(xiàn)接收到VHF和UHF頻段廣播電視信號，經(jīng)過(guò)處理后再變換到有線(xiàn)電視系統工作頻段所指定的頻道上，實(shí)質(zhì)上它是一種功能更全、結構更復雜、指標更高的頻道變換器。
信號處理器也稱(chēng)頻道處理器，它的作用是把天線(xiàn)接收到VHF和UHF頻段廣播電視信號。
信號處理器也稱(chēng)頻道處理器，它的作用是把天線(xiàn)接收到VHF和UHF頻段廣播電視信號，經(jīng)過(guò)處理后再變換到有線(xiàn)電視系統工作頻段所指定的頻道上，實(shí)質(zhì)上它是一種功能更全、結構更復雜、指標更高的頻道變換器。
DSP的應用
DSP的產(chǎn)生主要是為了滿(mǎn)足通信、雷達、數字電視等領(lǐng)域對實(shí)時(shí)數字信號處理的需要。典型的數字信號處理算法包括數字濾波、FFT等。這些算法的共同特點(diǎn)是要進(jìn)行密集的數學(xué)計算，因此DSP在體系結構上采取了一系列措施，使之在數學(xué)計算方面具有特別突出的性能；而在其它方面，例如文字處理、數據庫管理等則不如GPP。除了密集的數學(xué)計算之外，DSP應用的另一個(gè)突出特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性。在許多應用領(lǐng)域，如通信中的調制、解調、雷達中信號檢測等等，數據是以幀為單位更新的，每她的長(cháng)度一般為微秒到毫秒量級，DSP必須在這段時(shí)間之內完成處理并輸出結果，這就是所謂實(shí)時(shí)處理。顯然，實(shí)時(shí)處理要求處理器具有極高的處理速度，能夠對外部事件迅速做出反應（能夠及時(shí)迅速地響應中斷），并且具有強大的IO吞吐能力。 DSP的應用范圍非常廣泛，在下表中大致歸納出一些。
面對DSP巨大的市場(chǎng)和廣闊的發(fā)展前景，世界上最大的幾個(gè)半導體公司都對此投入巨資、開(kāi)展競爭。如TI、AD、Agere、Motorola、Siemens、Semiconductor等公司都在全力開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)DSP器件，不同公司DSP的側重點(diǎn)都有所不同。
DSP的結構特點(diǎn)
1.MAC指令，硬件乘法器和累加器。
2.存儲器結構
GPP一般采用Von Neumann結構，如圖所示，系統只有一套總線(xiàn)（包括數據總線(xiàn)和地址總線(xiàn)）和單一存儲器，無(wú)論是數據還是指令都要經(jīng)過(guò)同樣的數據通道進(jìn)入處理器內核。
哈佛結構將指令存儲空間和數據存儲空間分離開(kāi)，各自擁有獨立的總線(xiàn)，這就使取指令和訪(fǎng)問(wèn)數據可以同時(shí)進(jìn)行，從而緩解了存儲器的瓶頸效應。
3.尋址方式。在進(jìn)行數字信號處理時(shí)，處理器往往要同時(shí)維護多個(gè)數據緩沖區，而且每個(gè)緩沖區的指針都要頻繁移動(dòng)。 GPP雖然有基址和變址寄存器，但是這些寄存器不能自動(dòng)更新；而且數量也有限，每個(gè)寄存器往往要管理多個(gè)緩沖區。DSP用特殊的硬件來(lái)尋址數據存儲器，有大量寄存器可以用作數據指針（如ADSP21060有16個(gè)），指針的更新可以和其他操作并行執行，所以不占用處理時(shí)間。DSP還支持一些特殊的尋址方式，如用來(lái)實(shí)現環(huán)形緩沖區的環(huán)形尋址，實(shí)現FFT變換所必需的逆序尋址等。
4.零耗循環(huán)（zero overhead loop）
GPP每執行一次循環(huán)都要用軟件判斷循環(huán)結束條件是否滿(mǎn)足，更新循環(huán)計數器，還要進(jìn)行條件轉移。這些例行操作要消耗幾個(gè)周期的時(shí)間，這種消耗對于短循環(huán)是相當可觀(guān)的。與GPP不同，DSP可以用硬件實(shí)現更新計數器等例行操作，不用額外消耗任何時(shí)間，所以是一種零耗循環(huán)。由于數字信號處理程序百分之九十的執行時(shí)間是在循環(huán)中度過(guò)，所以零耗循環(huán)對提高程序效率是非常重要的。
5. 程序執行時(shí)間可預測
實(shí)時(shí)處理不僅要求處理器必須具有極高的計算速度，而且還要求程序的執行時(shí)間要容易預測，否則開(kāi)發(fā)人員無(wú)法判斷自己的系統是否滿(mǎn)足實(shí)時(shí)要求。高性能GPP普遍采用了CACHE和動(dòng)態(tài)分支預測技術(shù)，這些動(dòng)態(tài)特性雖然能夠從統計角度提高處理速度，但也使處時(shí)間很難精確預測，因為當前指令的執行時(shí)間要受到程序運行的歷史過(guò)程的影響。盡管從理論上說(shuō)，程序員可以推測出最壞情況下的執行時(shí)間，但是由于各種動(dòng)態(tài)特性的相互影響，最壞執行時(shí)間可能遠遠超過(guò)程序的典型執行時(shí)間，這將導致系統設計過(guò)于保守，嚴重浪費資源。與GPP不同，DSP的動(dòng)態(tài)特性較少，而且還通過(guò)設置MAX（求最大值）、MIN（求最小值）、CLIP時(shí)，DSP生產(chǎn)商還提供了能夠精確模擬每—條指令執行狀態(tài)的軟件仿真器Simulator。使設計人員在硬件系統完成之前就能夠調試程序并驗證處理時(shí)間。值得注意的是，TI的最新產(chǎn)品TMS320C6011設置了可選擇的兩級CACHE，而AD將要推出的TigerrSHARC采用了動(dòng)態(tài)分支預測技術(shù)。這是否意味著(zhù)DSP正在喪失程序執行時(shí)間可預測的特點(diǎn)，或者正在猴備采取其他措施（如提供工具軟件）來(lái)彌補因芯片結構日趨復雜對預測時(shí)間造成的不利影響，我們將拭目以待。
6.外圍設備
GPP硬件系統（如PC機）的開(kāi)發(fā)一般由專(zhuān)業(yè)公司承擔，用戶(hù)只從事軟件開(kāi)發(fā)。而DSP工程師往往要自己設計硬件平臺，而且許多DSP應用系統特別是嵌入式系統對體積、功耗有嚴格的限制，所以DSP必須具備開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。多數DSP支持IEEE1149.1標準，用戶(hù)可以通過(guò)JTAG端口對DSP進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)仿真。另外DSP體現了片上系統（System on chip）的設計思想，在片上集成了DMA、中斷控制、串行通信口、上位機接口、定時(shí)器等外圍設備，有的DSP還包含AD和DA轉換器。所以用戶(hù)通常只需要外加很少的器件就可以構成自己的DSP系統。
DSP的組成（以ADSP-21xx為例）
DSP芯片能夠以很高的速度實(shí)現各種DSP算法，在其內部包括以下功能單元。
計算單元——每個(gè)處理器包括3個(gè)獨立的、功能完備的計算單元：算術(shù)／邏輯單元（ALU）、乘法/累加器（MAC）和桶狀移位器。
計算單元直接處理16位數據并對多精度計算提供硬件支持。
數據地址產(chǎn)生器和程序控制器——兩個(gè)專(zhuān)用的地址產(chǎn)生器和—個(gè)程序控制器提供對片內、片外存儲器的尋址。程序掉制器支持單周期的條件分支和無(wú)開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)。雙數據地址生器使處理器能同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)操作數的地址。數據地址產(chǎn)生器和程序控制器使計算單元保持連續工作狀態(tài)，使流量達到最大化。
存儲器——采用修改的哈佛結構，其中數據存儲器存放數據，程序存儲器既可存放指令又可存放數據。所有的處理器都有片內RAM，該片內RAM構成程序存儲空間和數據存儲空間的一部分。片內存儲器的速度很高，處理器可以在一個(gè)周期讀取兩個(gè)操作數（一個(gè)來(lái)自數據存儲器，另一個(gè)來(lái)自程序存儲器）和一條指令（來(lái)自程序存儲器）。
串口——串口（SPORT）提供帶有硬件數據壓擴部件的完整的串行接口。支持按μ律和A律壓縮的擴展。SPORT可以容易地和多種流行的串行設備直接接口。每個(gè)SPORT能產(chǎn)生一個(gè)可編程的內部時(shí)鐘或接收—個(gè)外部時(shí)鐘。SPORT有多通道選項。
定時(shí)器一一一個(gè)帶有8位預分頻器的定時(shí)器/計數器可產(chǎn)生周期性的中斷。
主機接口——主機接口（HIP）有16根數據引腳和11根控制引腳，可以和主機處理器直接連接，無(wú)須連接邏輯。HIP非常靈活，易于和各種主機處理器接口。如：Motorola 6800、Intel8051或其他ADSP-21xx系列處理器可以容易地接到HIP上。
DMA接口——內部DMA接口（IDMA）和字節DMA接口（BDMA）可對內部存儲器進(jìn)行有效的數據傳送。IDMA接口具有16位多路復用的地址和數據總線(xiàn)，支持24位寬的程序存儲器。IDMA接口是完全異步的，在DSP全速運行時(shí)，可以寫(xiě)入數據。字節DMA接口允許引導裝載并且存儲程序指令和數據。
模擬接口——DSP片內集成了模擬和數字信號混合處理電路。該電路由模數轉換器、數模轉換器、模擬和數字濾波器、處理器核的并行接口等組成。轉換器采用Σ-Δ技術(shù)獲取樣本。
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這篇來(lái)寫(xiě)硬件分析，這篇文章是個(gè)大的雜合體，如果有什么不對的地方請指教。
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