什么是DSP芯片？有哪些？特點介紹

目前集成電路產業正處在高速發展階段，芯片的集成度和復雜度越來越高，DSP芯片作為當前集成電路中使用最多的芯片越來越受關注。那么，你知道什么是DSP芯片嗎?分類有哪些?具備什么特點?本文將具體介紹。

1.DSP芯片

DSP(Digital Signal Processor)芯片是指專門用于數字信號處理的一類器件，憑借其優異的運算速度，廣泛應用于高速實時信號處理的系統中。DSP芯片被廣泛應用于信號處理、通信、語音、圖形/圖像、軍事、儀器儀表、自動控制、醫療、家用 電器等。

2.DSP芯片分類

DSP芯片可以按照不同方式進行分類：

(1)按基礎特性可以分為靜態DSP芯片和一致性DSP芯片;

(2)按數據格式可以分為定點DSP芯片和浮點DSP芯片;

(3)按用途可以分為通用型DSP芯片和專用型DSP芯片。

3.DSP芯片的特點

(1)DSP芯片內部設計基于改進的哈佛架構(Havard Structure)，在DSP問世之前，傳統的處理器采用的是馮諾依曼架構(Von Neumann)，即共用數據地址總線及存儲空間。而在哈佛結構中，數據總線和地址總線相互獨立，分別訪問其數據存儲器和程序存儲器，這種架構最大的特點在于在某一時刻可同時對數據和程序分別尋址，極大提高了數據處理能力。在此基礎上，TI公司對哈佛架構進行了深度優化改進，使其DSP芯片中的數據總線和程序總線可實現部分交叉連接，這一優化，可將數據存放至程序存儲器中，進而可直接被算數運算器尋址調用，擴展了DSP 芯片的機動性，同時，改進的哈佛結構可將程序置于高速Cache中，極大地節省了從程序存儲器加載程序所消耗的時間，有效提升了數字信號的處理速度。

(2)DSP芯片采用流水線技術。通常在一條指令執行過程中，需要取址、譯碼、取操作數和執行等幾個動作節拍分時進行，而在DSP流水線中，各個指令節拍操作可在同一時刻重疊執行，從而實現多條指令并行執行，協同操作，縮短指令執行所占時間，極大提升了程序的運算效率和數據的吞吐量。

(3)專用的硬件乘法器。在一般的微處理器上，算數邏輯單元(ALU)對兩個操作數只能完成加減法以及邏輯運算等操作，而乘法和除法運算只能通過加法累加或是移位操作來進行，而數字信號運算常常涉及到大量的乘法和累加計算，造成其運算效率十分低下。對于DSP芯片來說，其內核中添加了專用于乘法操作的硬件乘法器，使之乘法運算可在很短的指令周期內完成。例如，TI公司出品的C6000系列DSP中，設計了兩個專用硬件乘法器，執行16位數據相乘操作僅需兩個指令周期。

(4)多機并行處理機制和架構。DSP芯片內部集成多個功能單元(乘法器、ALU、DMA 控制器等)，可在同一周期中，并行執行不同操作。為進一步提升運算能力，當代 DSP 芯片還添加超長指令字結構VLIW結構、單指令多數據結構(SIMD)及多內核結構處理芯片等，這些處理機制與架構極大提升了DSP芯片的處理性能。

(5)高電流、低電壓設計。當DSP芯片工作速率達到極值時，其內部工作電流可達到1A左右，甚至更高。與此同時，為了減少源于高電流導致的高功耗問題，DSP芯片內核工作電壓可降至1.8V，甚至更低，從而整體維持DSP芯片的低功耗工作。

以上梳理了DSP芯片的定義、特點及分類，希望對你有所幫助，如果你想了解更多相關內容，敬請關注三個皮匠報告的行業知識欄目。

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