DSP有兩種解釋：一種是數(shù)字信號處理器(Digital SignalProcessor)，也稱數(shù)字信號芯片；另一種是數(shù)字信號處理技術(shù)(Digital Signal Processing)。我們所說的DSP所指的就是前者。

DSP是一種特別適合于進行數(shù)字信號處理運算的微處理器，其主機應(yīng)用是實時快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特點：

（1）    在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法；

（2）    程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù)；

（3）    片內(nèi)具有快速RAM，通常可通過獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問；

（4）    具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持；

（5）    快速的中斷處理和硬件I/O支持；

（6）    具有在單周期內(nèi)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器；

（7）    可以并行執(zhí)行多個操作；

（8）    支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行；

    DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)圖如圖一所示。

圖一  DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)

    目前，世界上生產(chǎn)DSP的廠商多如牛毛，但是真正具有實力的就要數(shù)TI公司了。美國德州儀器（Texas Instruments，TI）是世界上最知名的DSP芯片生產(chǎn)廠商，其產(chǎn)品應(yīng)用也最廣泛，TI公司生產(chǎn)的TMS320系列DSP芯片廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。TI公司在1982年成功推出了其第一代DSP芯片TMS32010，這是DSP應(yīng)用歷史上的一個里程碑，從此，DSP芯片開始得到真正的廣泛應(yīng)用。由于TMS320系列DSP芯片具有價格低廉、簡單易用、功能強大等特點，所以逐漸成為目前最有影響、最為成功的DSP系列處理器。

目前，TI公司在市場上主要有三大系列產(chǎn)品：

面向數(shù)字控制、運動控制的TMS320C200系列，主要包括TMS320C24x/F24x、TMS320LC240x/LF240x、TMS320C24xA/LF240xA、TMS320C28xx等。

面向低功耗、手持設(shè)備、無線終端應(yīng)用的TMS320C5000系列，主要包括TMS320C54x、TMS320C54xx、TMS320C55x等。

面向高性能、多功能、復雜應(yīng)用領(lǐng)域的TMS320C6000系列，主要包括TMS320C62xx、TMS320C64xx、TMS320C67xx等。

下面，我們將對這三大系列DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行一次簡單的比較。

1 TMSC2000系列

C2000系列DSP是TI公司TMS320 DSP的3大系列之一，其基本結(jié)構(gòu)圖如圖二所示。

          圖二  C2000系列DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)

其包括16位C24xx和32位C28xx定點DSP。是基于320C2XLP核，4級流水線結(jié)構(gòu)，采用改進的哈佛結(jié)構(gòu)，工作在40MHz，具有JTAG仿真模塊。

C2XLP有一個中心的算術(shù)邏輯單元（CALU）及 32位的累加器（ACC）。ACC也是CALU的一個輸入。ACC的其他輸入包括16316B的乘法器通過定標移位器，以及輸入數(shù)據(jù)定標移位器。軟件可以通過進位位旋轉(zhuǎn)ACC的內(nèi)容來實施位操作和測試。

為了實現(xiàn)小數(shù)的算術(shù)和驗證小數(shù)的乘積，C2XLP的乘積寄存器的輸出通過乘積移位器，以抑制運算中產(chǎn)生的多出來的為。該乘積定標移位器允許做128個乘積累加而不會產(chǎn)生溢出。基本的乘積累加（MAC）周期包括將一個數(shù)據(jù)存儲器的值乘以一個程序存儲器的值，并將結(jié)果加給累加器。當C2000循環(huán)執(zhí)行MAC時程序計數(shù)器自動增量，并將程序總線釋放給第二個操作數(shù)，從而達到單周期執(zhí)行MAC。C2XLP可以訪問64000個16b的I/O口。C2000的外圍設(shè)備，諸如串口、軟件等待狀態(tài)發(fā)生器等都映射為數(shù)據(jù)或I/O空間。用戶程序必須使用其他的I/O地址來訪問映射在I/O空間的片外圍設(shè)備。C2000系列中的多數(shù)芯片可以產(chǎn)生0～7個等待狀態(tài)。它既具有一般DSP芯片的高速運算和信號處理能力，又與MCU一樣，在片內(nèi)集成了豐富的外設(shè)，因而，特別適用于高性能數(shù)字控制系統(tǒng)。

    TI的所有DSP中，也只有C2000有FLASH。作為控制器，C2000系列除了具有一個DSP核以外，還有大量的外設(shè)資源，如A/D、定時器、各種串口（同步或異步）、WATCHDOG、CAN總線、PWM發(fā)生器、數(shù)字I/O等。特別是C2000的異步串口可以與PC的UART相連，也是TI的所有DSP中唯一具有異步串口的系列。

2 TMSC5000系列

C5000系列DSP是TI公司TMS320 DSP的三大系列之一，其基本結(jié)構(gòu)圖如圖三所示。

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                   圖三  C5000系列DSP的基本結(jié)構(gòu)

   其包括16位C54x和C55x定點DSP，主要用于有限和無線通信、IP、便攜式信息系統(tǒng)及助聽器等。該系列高性能、多種片內(nèi)外設(shè)選擇、小封裝、省電。

適用：無線電通信、因特網(wǎng)。電源可降至0.9V 及速度可達600非常適用于：數(shù)字音樂唱機、3G電話、數(shù)字相機。

C54x系列中有兩種常用的、有代表性的芯片。第一種是C5402，它是一款廉價的DSP，速度為100MIPS(Million Instruction PerSecond，即百萬條指令/秒，簡稱MIPS,是定點DSP 表征速度的一個常用指標），片內(nèi)存儲空間稍小一點，RAM為16K字。C5402的主要應(yīng)用對象是Modem、新一代PDA、網(wǎng)絡(luò)電話和其他消費類產(chǎn)品。第二種是C5416,它是TI公司0.15um器件中的第一款，速度為160MIPS，有3個多通道緩沖串行口（McBSP），能直接與TI公司或EI線路連接，不需要外部邏輯電路，有128K字片內(nèi)RAM。C5416的主要應(yīng)用對象是VOIP、通信服務(wù)器和PBX（專用小交換機）等。

繼C54x之后，TI公司發(fā)布了另外一種與C54x代碼兼容的C55x系列芯片，TMSC5509是C55x系列的代表。C5509提供了一個完備的系統(tǒng)解決方案，片內(nèi)具有96K字節(jié)訪問SRAM、32K字節(jié)訪問SRAM及6通道DMA(直接存儲器訪問)。在TI公司DSP芯片中第一個提供USB（Universal Serial Bus）接口，并具有眾多的外設(shè)。C5509吸收了C6000中的成熟技術(shù)，如支持外部存儲器SDRAM、SBARSM和異步存儲器的增強型存儲器接口及增強型16位主機接口等。

3  TMSC6000系列

C6000系列DSP是TI公司1997年2月推向市場的高性能DSP，是TI公司的三大系列DSP中的高端產(chǎn)品，其基本結(jié)構(gòu)圖如圖四所示。

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                    圖四   C6000系列DSP的基本結(jié)構(gòu)

   C6000系列DSP綜合了目前DSP的所有優(yōu)點，具有最佳的性價比和最低的功耗。C6000系列中又分為C62xx、C67xx和C64xx 3個子系列。

C62xx 16位定點DSP：速度為1200～2000MIPS,適用于無線基站、ADSL、MODEM池（pooled Modem）、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及數(shù)字音頻廣播設(shè)備等場合，價格21～224美元。工作頻率：150-300MHz；運行速度：1200-2400MIPS；內(nèi)部2個乘法器，6個算術(shù)邏輯單元，超長指令字（VLIW）結(jié)構(gòu)，大容量的片內(nèi)存儲器和大范圍的尋址能力，4個DMA接口，2個多通道緩存串口，2個32位片內(nèi)外設(shè)。

C67xx 32為浮點DSP：速度為1000MFLOPS，適用于基站數(shù)據(jù)波束形成、圖像處理、語音識別及3D圖形等，價格為109～223美元。工作頻率：400-600MHz，運行速度：3200-4800MIPS具有特殊功能的指令集。

C64xx為定點DSP：是TI公司2000年3月發(fā)布的，其性能大為提高，再次刷新了業(yè)界單片DSP的處理速度。現(xiàn)在，C64xx系列的芯片工作頻率高達1000MHz，計算速度已超過50億次指令/秒，而功耗僅為現(xiàn)有器件的1/3。C64xx 系列芯片可通過一條單獨接入家庭的寬帶線路傳輸大量的個性化數(shù)據(jù)、視頻和語音，并可通過地3G無線基站向手機發(fā)送多媒體信息。

三 結(jié)論

TI公司的DSP系列產(chǎn)品由于其良好的性能和大量的技術(shù)文獻資料支持，受到了國內(nèi)外用戶的歡迎，并在各個應(yīng)用鄰域得到普及。在21世紀，DSP技術(shù)的應(yīng)用鄰域會不斷擴展。可以肯定，現(xiàn)有TI公司的DSP仍然無法覆蓋所有的場合。

但是，該公司在未來會有很好的發(fā)展空間，因為許多領(lǐng)域都在用到DSP，并且對DSP的性能也提出越來越高的性能要求。