DSP和MCU的性能
DSP和MCU的某些性能一直被認(rèn)為是它們所特有的,DSC則將它們統(tǒng)統(tǒng)納入其混合結(jié)構(gòu)中。這些特有性能的基本說(shuō)明如下。
DSP的第一個(gè)基本要求就是用于執(zhí)行MAC運(yùn)算的專(zhuān)用硬件,以及累加（結(jié)果）寄存器中用于防止一系列MAC運(yùn)算的結(jié)果溢出的保護(hù)位。許多傳統(tǒng)MCU也包含MAC指令,盡管無(wú)法和頂級(jí)的專(zhuān)用DSP的并行MAC運(yùn)算能力（在一個(gè)周期里可完成許多運(yùn)算）相提并論。
DSP的另一個(gè)特定要求是能夠同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)存儲(chǔ)單元,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和指令的同時(shí)獲取并極大地提高吞吐量。這種被稱(chēng)為Harvard體系的結(jié)構(gòu)要求數(shù)據(jù)和指令具有獨(dú)立的總線。雖然許多MCU仍然采用傳統(tǒng)的Von Neumann體系(用一條總線來(lái)獲取地址和數(shù)據(jù)),但不少M(fèi)CU目前已在使用Harvard體系。
DSP的第三個(gè)性能是可以形成地址,并在不產(chǎn)生執(zhí)行單元瓶頸的情況下獲取操作數(shù)。DSP的地址生成單元能夠在處理指令的同時(shí)獨(dú)立工作。
尋址方式被優(yōu)化,用于支持對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的順序存儲(chǔ)單元的訪問(wèn)。對(duì)MCU而言,這一屬性目前也已經(jīng)比較常見(jiàn)了——尋址方式（比如采用算后增量的寄存器間接尋址方式）允許MCU對(duì)編排形式與DSP相似的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行訪問(wèn)。
DSP的第四個(gè)重要的硬件單元——桶形寄存器是用于快速處理寄存器內(nèi)容以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)縮的專(zhuān)用電路。定點(diǎn)DSP需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)縮以在浮點(diǎn)處理器上生成相同的有效動(dòng)態(tài)范圍。
可利用軟件對(duì)桶形寄存器的動(dòng)作進(jìn)行仿真,但這太費(fèi)時(shí)間,在實(shí)時(shí)視頻和音頻應(yīng)用中恐怕是不可行的。硬件桶形寄存器正在成為最新MCU的常見(jiàn)功能。
傳統(tǒng)MCU的通用性能是其與DSP屬性上最大的不同,這在它的指令集和尋址方式上均有所反映。MCU包含許多面向控制的指令、位處理指令以及可采用棧指針輕松實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理性能。專(zhuān)用棧指針和棧指針相對(duì)尋址極大地簡(jiǎn)化了編譯器的操作,并可將編譯代碼優(yōu)化至可能的最小尺寸。
MCU的另一項(xiàng)性能是包容了片上外圍元件。盡管新型DSP目前包含某些外圍模塊（如存儲(chǔ)器和串行通信控制器）,但MCU則往往是將其周?chē)耐鈬酒右约傻腜C板上器件。
從技術(shù)角度無(wú)法解釋DSP芯片為什么不能容納這些外圍元件,雖然總的說(shuō)來(lái)需要這些功能的電路在其心臟部位更有可能要求采用一個(gè)控制器（這與專(zhuān)用數(shù)字搗弄體系不同）。
相比DSP而言與MCU關(guān)系更為密切的最后一項(xiàng)性能是快速中斷處理能力,這在芯片上含有大量集成外圍元件時(shí)是必需的,因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)將要處理更多的中斷源。
把MCU和DSP融合起來(lái)
單片DSC的優(yōu)點(diǎn)就是那些近年來(lái)推動(dòng)此類(lèi)集成化不斷發(fā)展的常見(jiàn)因素：元件總體成本的下降、電路板面積的縮小、邏輯控制的減少以及可靠性的提高。將所有這些性能匯集到一個(gè)體系中（而不是采用協(xié)同處理器的方法,即MCU加上一個(gè)板上DSP協(xié)同處理器）的好處是只需開(kāi)發(fā)一套軟件程序。
這大大簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)工作,并且削減了額外的開(kāi)銷(xiāo)（比如對(duì)MCU和DSP開(kāi)發(fā)工具以及學(xué)習(xí)曲線的需要）�？刂坪托盘�(hào)處理部分均包含于一個(gè)算法之中。
在過(guò)去,該功能度需要采用MCU和DSP才能實(shí)現(xiàn)——只有極少數(shù)設(shè)計(jì)人員能夠承擔(dān)得起如此奢侈的設(shè)計(jì)費(fèi)用。除了能夠降低芯片組的成本之外,只需要為一種可編程器件編寫(xiě)軟件并進(jìn)行調(diào)試則是另一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。
Motorola 56800系列是新一代DSC的典范。該體系結(jié)構(gòu)包容了傳統(tǒng)DSP硬件以及MCU的全部要素。
預(yù)計(jì)DSC的出現(xiàn)將進(jìn)一步普及信號(hào)處理算法在嵌入式控制應(yīng)用中的運(yùn)用,它將使那些過(guò)去需要采用昂貴元件并耗費(fèi)較長(zhǎng)開(kāi)發(fā)期的產(chǎn)品的成本下降。
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