A06B-6111-H030驅(qū)動(dòng)*價(jià)優(yōu)

DSP處理器的性能可分為三個(gè)檔次：低成本、低性能DSPs，低能耗的中段DSPs和多樣化的DSPs。低成本性能的低端DSPs是工業(yè)界使用廣泛的處理器。在這一范圍內(nèi)的產(chǎn)品有：ADSP－21xx，TMS320C2xx，DSP560xx等系列，它們的運(yùn)行速度一般為20～50MIPS，并在維持適當(dāng)能量消耗和存儲(chǔ)容量的同時(shí)，提供優(yōu)質(zhì)的DSP性能。價(jià)格適中的DSP處理器，通過增加時(shí)鐘頻率，結(jié)合更為復(fù)雜的硬件來提高的性能，形成了DSPs的中段產(chǎn)品，如DSP16xx，TMS320C54x系列，它們的運(yùn)行速度為100～150MIPS，通常用在無線電訊設(shè)備和高速解調(diào)器中，要求相對(duì)高的處理速度和低的能耗。DSPs由于被超高速處理需求的推動(dòng)，其結(jié)構(gòu)真正開始進(jìn)行分類和向多樣化發(fā)展，有關(guān)結(jié)構(gòu)下節(jié)詳述。DSPs的主頻達(dá)到150MHz以上，處理速度為1000MIPS以上，如TI的TMS320C6X系列、ADI的Tiger SHARC等。
評(píng)價(jià)指標(biāo)
 
評(píng)價(jià)處理器性能的指標(biāo)有很多，常用的是速度，但能耗和存儲(chǔ)器容量指標(biāo)也很重要，特別是在嵌入系統(tǒng)應(yīng)用上。鑒于DSPs的日益增多，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者要想選出在給定應(yīng)用設(shè)備上能夠提供佳性能的處理器變得比較困難。過去，DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)者依靠MIPS或類似的量度，來大概了解不同芯片提供的相對(duì)性能。不幸的是，隨著處理器技術(shù)的多樣化，象MIPS這樣的傳統(tǒng)量度越來越不準(zhǔn)確，因?yàn)?/span>MIPS并不是實(shí)際測(cè)量性能。由于DSP應(yīng)用程序的特征之一是大部分的處理工作集中在程序的一部分（核心程序），因此可以用與信號(hào)處理相關(guān)的基準(zhǔn)程序來測(cè)試評(píng)估DSP處理器。BDTI公司已完成成套的核心標(biāo)準(zhǔn)，并注冊(cè)了一種新型混合速度度量：BDTI分?jǐn)?shù)。
概述
 近兩年，DSP處理器的更高性能由于不能從傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中得到解決，因此提出了各種提高性能的策略。其中提高時(shí)鐘頻率似乎是有限的，好的方法是提高并行性。提高操作并行性，可以由兩個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)：提高每條指令執(zhí)行的操作的數(shù)量，或者是提高每個(gè)指令周期中執(zhí)行的指令的數(shù)量。這兩種并行要求產(chǎn)生了多種DSPs新結(jié)構(gòu)。
增強(qiáng)型
 
DSP
以前，DSP處理器使用復(fù)雜的、混合的指令集，使編程者可以把多個(gè)操作編碼在一條指令中。傳統(tǒng)上DSP處理器在一條指令周期只發(fā)射并執(zhí)行一條指令。這種單流、復(fù)雜指令的方法使得DSP處理器獲得很強(qiáng)大的性能而無需大量的內(nèi)存。
在保持DSP結(jié)構(gòu)和上述指令集不變的情況下，要提高每個(gè)指令的工作量，其中的一個(gè)辦法是用額外的執(zhí)行單元和增加數(shù)據(jù)通路。例如，一些的DSP有兩個(gè)乘法器，而不是一個(gè)。我們把使用這種方法的DSP叫做撛鑾啃統(tǒng)9媯模櫻袛，因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)與前一代的DSP相似，但性能在增加執(zhí)行單元后大大增強(qiáng)了。當(dāng)然，指令集必須也同時(shí)增強(qiáng)，這樣編程者才能在一條指令中更多的并行操作，以利用額外的硬件。增強(qiáng)型DSPs的例子有朗訊公司的DSP16000，ADI的ADSP2116x。增強(qiáng)型DSPs的優(yōu)點(diǎn)是兼容性好，而且與較早的DSP具有相似的成本和功耗。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、指令復(fù)雜，進(jìn)一步發(fā)展有限。
VLIW
 
結(jié)構(gòu)
如前所述，傳統(tǒng)上的DSP處理器使用復(fù)雜的混合指令，并在一條指令循環(huán)中只流出和執(zhí)行一條指令。然而，近有些DSP采用一種更RISC化的指令集，并且在一條指令周期執(zhí)行多條指令，使用大的統(tǒng)一的寄存器堆。例如，Siemems的Carmel、Philips的TriMedia和TI的TMS320C62XX處理器族都使用了超長指令字（VLIW）結(jié)構(gòu)。C62xx處理器每次取一個(gè)256位的指令包，把包解析為8個(gè)32位的指令，然后把它們引到其8個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行單元。在好的情況下，C62xx同時(shí)執(zhí)行8個(gè)指令棗這種情況下達(dá)到了*的MIPS率（如1600MIPS）。VLIW結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是高性能、結(jié)構(gòu)規(guī)整（潛在的易編程和好的目標(biāo)編譯系統(tǒng)）。缺點(diǎn)是高功耗、代碼膨脹－需要寬的程序存儲(chǔ)器、新的編程/編譯困難（需跟蹤指令安排，易破壞流水線使性能下降）。
超標(biāo)量體
 
超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)
象VLIW處理器一樣，超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)并行地流出和執(zhí)行多個(gè)指令。但跟VLIW處理器不同的是，超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)不清楚需要并行處理的指令，而是使用動(dòng)態(tài)指令規(guī)劃，根據(jù)處理器可用的資源，數(shù)據(jù)依賴性和其他的因素來決定哪些指令要被同時(shí)執(zhí)行。超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)*用于高性能的通用處理器中，如Pentium和PowerPC。近，ZSP公司開發(fā)出商業(yè)的超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)的DSP
ZSP164xx。超標(biāo)量結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是性能有大的跨越、結(jié)構(gòu)規(guī)整、代碼寬度沒有明顯增長。缺點(diǎn)是非常高的功耗、指令的動(dòng)態(tài)安排使代碼優(yōu)化困難。
結(jié)構(gòu)
單指令多數(shù)據(jù)流（SIMD）處理器把輸入的長的數(shù)據(jù)分解為多個(gè)較短的數(shù)據(jù)，然后由單指令并行地操作，從而提高處理海量、可分解數(shù)據(jù)的能力。該技術(shù)能大幅度地提高在多媒體和信號(hào)處理中大量使用的一些矢量操作的計(jì)算速度，如坐標(biāo)變換和旋轉(zhuǎn)。
通用處理器SIMD增強(qiáng)的兩個(gè)例子是Pentium的MMX擴(kuò)展和PowerPC族的AltiVec擴(kuò)展。simd在一些高性能的DSP處理器中也有應(yīng)用。例如，DSP16000在其數(shù)據(jù)路中支持有限的SIMD風(fēng)格的操作，而Analog
Devices近推出了有名的SHARC的新一代DSP處理器，進(jìn)行了SIMD能力的擴(kuò)展。SIMD結(jié)構(gòu)由于使總線、數(shù)據(jù)通道等資源充分使用，并無需改變信號(hào)處理（含圖象、語音）算法的基本結(jié)構(gòu)，因此SIMD結(jié)構(gòu)使用越來越普遍。SIMD結(jié)構(gòu)遇到的問題是算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必須滿足數(shù)據(jù)并行處理的要求，為了加速，循環(huán)常常需要被拆開，處理數(shù)據(jù)需要重新安排調(diào)整。通常SIMD僅支持定點(diǎn)運(yùn)算。
混合結(jié)構(gòu)

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