采用集成DSP与微处理器内核的嵌入式应用

嵌入式应用中，采用集成数字信号处理器(DSP)与微处理器内核的设计方案，旨在实现信号处理算法和控制算法的高效互操作性。在传统的嵌入式系统中，信号处理通常由DSP来处理，而控制任务则由微处理器（如RISC）执行。然而，随着嵌入式应用复杂性的提升，如视频处理、协议处理等，单一内核无法满足所有需求，导致了双内核架构的出现，如TI的TMS320C55x DSP与ARM RISC处理器的组合。 双内核架构虽然能够将信号处理与控制任务分离，但面临的挑战包括不同内核间的同步、代码分组和功耗管理。独立的存储器子系统和外设接口增加了功耗和系统通信开销。为解决这些问题，一种方法是通过在RISC内核中集成DSP指令，以提高执行效率，同时减少资源的重复和功耗。例如，通过增加乘法累加指令和图像处理单元，RISC处理器可以更好地处理原本需要DSP的任务，避免了双内核间的通信问题。 另一方面，DSP也在发展通用特性，例如专用数据路径、专用指令集和多存储体结构，以满足更广泛的应用需求。同时，通用处理器开始集成类似于DSP的功能，如多媒体扩展指令集(MMX)，以便在单个CPU内核中处理更多种类的计算任务。 集成化的单芯片解决方案，如带有RISC/DSP双内核的处理器，提供了动态代码分组的可能性，可以根据系统需求变化在DSP和控制器之间分配任务，减少了对外设和存储器的需求，降低了功耗，提升了系统集成度，同时也带来了成本降低、性能增强和芯片尺寸减小的好处。 采用集成DSP与微处理器内核的嵌入式应用旨在优化资源利用，提高执行效率，降低系统复杂性和功耗，以满足日益复杂的实时嵌入式系统的需要。这种技术趋势将继续推动嵌入式系统的创新和发展，特别是在要求高性能和低功耗的领域，如移动通信、音频视频处理和物联网(IoT)设备。