DSP+FPGA架构.doc
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2020-01-25
06:39:41
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1. DSP 的特点
DSP 作为可编程超大规模集成电路(VLSD)器件，是通过可下载的软件或固件来实现扩
展算法和数字信号处理功能的，其最典型的用途是实现数字图像处理算法。
在硬件上，DSP 最基本的构造单元是被称为 MAC 的乘加器。它通常被集成在数据通
道中，这使得指令周期时间可以跟硬件的算术周期时间相同。
DSP 芯片丰富的片内资源，大容量的 SRAM 作为系统的高速缓存，高达 64 位的数据
总线使系统具有很高带宽等。
在片外支持大容量存储器，图像处理中往往有大量数据需要处理，这就要求系统具有
大容量的存储器，实时处理图像时要求存储器有很高的存取速度，在这一点上 DSP 实现了
与 目 前 流 行 的 SDRAM 、 SBSRAM 等 高 速 大 容 量 存 储 器 的 无 缝 连 接 ， 同 时 还 支 持
SRAM、FIFO 等各种类型的存储器。为满足便携式器件无电保存数据的要求， DSP 芯片
还提供了诸闪速存储器、铁电存储器等的无缝接口。
当前，大多数的 DSP 芯片采用改进的哈佛结构，即数据总线和地址总线相互分离，使
得处理指令和数据可以同时进行，提高了处理效率。
另外还采用了流水线技术，将取指、取操作数、执指等步骤的指令时间可以重叠起来，
大大提高运算速度。
1.1. 修正的哈佛结构
DSP 芯片采用修正的哈佛结构(Havardstructure)，其特点是：
1) 程序和数据具有独立的存储空间、程序总线和数据总线，非常适合实时的数字信
号处理。
2) 同时，这种结构使指令存储在高速缓存器中(Cache)，节约了从存储器中读取指
令的时间，提高了运行速度。
1.2. 专用的乘法器
一般的算术逻辑单元 ALU(Arithmetic and Logic Unit)的乘法(或除法)运算由加法和移
位实现，运算速度较慢。
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