DSP芯片選型須知
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2016-08-03 11:58:37
現(xiàn)在市面上的DSP產(chǎn)品很多,定點DSP有200多種,浮點DSP有100多種。主要生產(chǎn):TI 公司、AD公司、Lucent、Motorola和LSI Logic公司。主導產(chǎn)品: TI 公司的TMS320C54xx(16bit 定點)、 TMS320C55xx(16bit 定點)、 TMS320C62xx(32bit 定點)、 TMS320C67xx(16bit 浮點)、Motorola公司的DSP68000系列。我們在DSP選型時需要注意什么?
1、DSP芯片概述
16bit定點DSP:早以TMS320C10/C2X為代表,現(xiàn)在以TM320C2XX/C54XX為代表。
32 bit浮點DSP:代表產(chǎn)品ADSP21020、TMS320C3X
通用DSP芯片的代表性產(chǎn)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等單片器件。
TI的三大主力DSP產(chǎn)品系列為C2000系列主要用于數(shù)字控制系統(tǒng);C5000(C54x、C55x)系列主要用于低功耗、便攜的無線通信終端產(chǎn)品;C6000系列主要用于高性能復(fù)雜的通信系統(tǒng)。C5000系列中的TMS320C54x系列DSP芯片被廣泛應(yīng)用于通信和個人消費電子領(lǐng)域。
在DSP系統(tǒng)的設(shè)計流程中,選擇合適的器件非常重要,在確定了系統(tǒng)功能需求之后,通過先期的算法確定及性能模擬,我們要選擇性價比的器件才能夠為下一步開發(fā)提供便利。
DSP系統(tǒng)的設(shè)計流程圖
2,DSP芯片的選擇方法
一般而言,定點DSP芯片的價格較便宜,功耗較低,但運算稍低。而浮點DSP芯片的優(yōu)點是運算高,且C語言編程調(diào)試方便,但價格稍貴,功耗也較大。例如TI的TMS320C2XX/C54X系列屬于定點DSP芯片,低功耗和低成本是其主要的特點。而TMS320C3X/C4X/C67X屬于浮點DSP芯片,運算高,用C語言編程方便,開發(fā)周期短,但同時其價格和功耗也相對較高。
DSP應(yīng)用系統(tǒng)的運算量是確定選用處理能力為多大的DSP芯片的基礎(chǔ)。運算量小則可以選用處理能力不是很強的DSP芯片,從而可以降低系統(tǒng)成本。相反,運算量大的DSP系統(tǒng)則必須選用處理能力強的DSP芯片,如果DSP芯片的處理能力達不到系統(tǒng)要求,則必須用多個DSP芯片并行處理。那么如何確定DSP系統(tǒng)的運算量以選擇DSP芯片呢?下面我們來考慮兩種情況。
1.按樣點處理
所謂按樣點處理就是DSP算法對每一個輸入樣點循環(huán)。數(shù)字濾波就是這種情況。在數(shù)字濾波器中,通常需要對每一個輸入樣點計算。例如,一個采用LMS算法的256 抽頭的自適應(yīng)FIR濾波器,假定每個抽頭的計算需要3個MAC周期,則256抽頭計算需要256×3=768個MAC周期。如果采樣頻率為8kHz,即樣點之間的間隔為125ms,DSP芯片的MAC周期為200ns,則768個MAC周期需要153.6ms的時間,顯然無法實時處理,需要選用速度更高的DSP芯片。表1.3示出了兩種信號帶寬對三種 DSP 芯片的處理要求,三種DSP芯片的MAC周期分別為200ns、50ns和25ns。從表中可以看出,對話帶的應(yīng)用,后兩種DSP芯片可以實時實現(xiàn),對聲頻應(yīng)用,只有第三種DSP芯片能夠?qū)崟r處理。當然,在這個例子中,沒有考慮其他的運算量。
2.按幀處理
有些數(shù)字信號處理算法不是每個輸入樣點循環(huán),而是每隔一定的時間間隔(通常稱為幀)循環(huán)。例如,中低速語音編碼算法通常以10ms或20ms為一幀,每隔10ms或20ms語音編碼算法循環(huán)。所以,選擇DSP芯片時應(yīng)該比較一幀內(nèi)DSP芯片的處理能力和DSP算法的運算量。假設(shè)DSP芯片的指令周期為 p(ns),一幀的時間為Dt (ns),則該DSP芯片在一幀內(nèi)所能提供的運算量為 Dt/p條指令。例如TMS320LC549-80的指令周期為12.5ns,設(shè)幀長為20ms,則一幀內(nèi)TMS320LC549-80所能提供的運算量為160萬條指令。因此,只要語音編碼算法的運算量不超過160萬條指令,就可以在TMS320LC549-80上實時運行。
3,我們在DSP芯片選型時需要注意什么?
(1)速度指標:
DSP基本的速度指標是MIPS(百萬條指令每秒)和MFLOPS(百萬次浮點運算每秒),還有FFT和FIR濾波器的速度及除法、求平房根等特殊運算的速度。
?。?)輸入輸出的帶寬
在運算速度達到要求時,還要考慮DSP輸入/輸出數(shù)據(jù)的速度是否足夠快。
(3)和動態(tài)范圍:和動態(tài)范圍由DSP的數(shù)據(jù)字寬和定點/浮點數(shù)據(jù)格式?jīng)Q定。
(4)特定功能:若DSP上集成了多種上電加載功能、同步/異步串口、A/D、D/A、片內(nèi)語音處理功能、編解碼等,可以方便設(shè)計,降低成本。
?。?)片內(nèi)存儲器
DSP片內(nèi)存儲器可用來放程序和數(shù)據(jù),當程序和數(shù)據(jù)都放在片內(nèi)時,DSP的運行速度要高得多,所以片內(nèi)存儲器越多越好。
?。?)DSP開發(fā)工具
選擇DSP芯片時必須注意其開發(fā)工具的支持情況,包括硬件和軟件。
?。?)功耗問題和硬件封裝問題
?。?)成本問題
定點DSP較便宜,功耗較低,但運算稍低。
浮點DSP稍貴,功耗較高,但運算高,C語言編程調(diào)試方便。
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