發布時間:2021-03-31
瀏覽次數:449
一般來說,單片機是通用的cpu,比如說控制led燈,顯示溫度時間等,做一些軟件級別的計算。例如,你可以編寫crc32的軟件計算函數。而DSP主要做硬件級別的運算,例如軟件傳參到指定的寄存器中,DSP硬件模塊可以直接算出結果并返回,速度比單片機軟件要快。
一些廠商因此將通用CPU及DSP合并組成一個MPU,同時發揮兩者所長。
DSP與單片機的區別:
1、存儲器結構不同
單片機使用馮.諾依曼存儲器結構。這種結構中,只有一個存儲器空間通過一組總線(一個地址總線和一個數據總線)連接到處理器核。
大多數DSP采用了哈佛結構,將存儲器空間劃分成兩個,分別存儲程序和數據。
2、 對密集的乘法運算的支持
單片機不是設計來做密集乘法任務的,即使是一些現代的GPP,也要求多個指令周期來做一次乘法。而DSP處理器使用專門的硬件來實現單周期乘法。DSP處理器還增加了累加器寄存器來處理多個乘積的和。累加器寄存器通常比其他寄存器寬,增加稱為結果bits的額外bits來避免溢出。
3、 零開銷循環
DSP算法的一個共同的特點,即大多數處理時間都花在執行較小的循環上,也就容易理解,為什么大多數的DSP都有專門的硬件,用于零開銷循環。所謂的零開銷循環是指處理器在執行循環時,不用花時間去檢查循環計數器的值,條件轉移到循環大額頂部,將循環計數器減1。
單片機是Single-chip Microcomputer的較準確譯法,但能準確反映單片機設計思想、并且有長遠技術眼光的詞匯是Microcontroller(微控制器)。
DSP主要針對一些計算能力要求較高的應用,如視頻圖像處理、智能機器人、數字無線、寬帶訪問、數字音頻、高分辨率成像和數字電機控制等。
單片機應用廣,主要利益于它的成本控制上,使它能在許多對計算能力要求不那么高的應用立足。相信在未來幾年里,MCU市場關鍵增長驅動力將來自于綠色能源,智能電子設備,以及電子產品的升級換代比如汽車電子。
DSP器件與單片機的比較
1. 單片機的特點
所謂單片機就是在一塊芯片上集成了CPU、RAM、ROM(EPROM或EEPROM) 、時鐘、定時/計數器、多種功能的串行和并行I/O口。如Intel公司的8031系列等。除了以上基本功能外,有的還集成有A/D、D/A,如Intel公司的8098系列。概括起來說,單片機具有如下特點:
具有位處理能力,強調控制和事務處理功能。
價格低廉。如低檔單片機價格只有人民幣幾元錢。
開發環境完備,開發工具齊全,應用資料眾多。
后備人才充足。國內大多數高校都開設了單片機課程和單片機實驗。
2. DSP器件的特點
與單片機相比,DSP器件具有較高的集成度。DSP具有更快的CPU,更大容量的存儲器,內置有波特率發生器和FIFO緩沖器。提供高速、同步串口和標準異步串口。有的片內集成了A/D和采樣/保持電路,可提供PWM輸出。DSP器件采用改進的哈佛結構,具有獨立的程序和數據空間,允許同時存取程序和數據。內置高速的硬件乘法器,增強的多級流水線,使DSP器件具有高速的數據運算能力。DSP器件比16位單片機單指令執行時間快8~10倍完成一次乘加運算快16~30倍。DSP器件還提供了高度專業化的指令集,提高了FFT快速傅里葉變換和濾波器的運算速度。此外,DSP器件提供JTAG接口,具有更先進的開發手段,批量生產測試更方便,開發工具可實現全空間透明仿真,不占用用戶任何資源。軟件配有匯編/鏈接C編譯器、C源碼調試器。目前國內推廣應用廣的DSP器件是美國德州儀器(TI)公司生產的TMS320系列。DSP開發系統的國產化工作已經完成,國產開發系統的價格至少比進口價格低一半,有的如TMS320C2XX開發系統只有進口開發 系統價格的1/5,這刺激了DSP器件的應用。目前,已有不少高校計劃建立DSP實驗室,TI公司和北京聞亭公司都已制訂了高校支持計劃,將帶動國內DSP器件的應用和推廣。
3. DSP器件大規模推廣指日可待
通過上述比較,可得出結論:
DSP器件是一種具有高速運算能力的單片機
從應用角度看:DSP器件是運算密集型的,而單片機是事務密集型的,DSP器件可以取代單片機,單片機卻不能取代DSP。
DSP器件價格大幅度下滑,直逼單片機。
DSP器件使用了JTAG硬件仿真,比單片機更易于硬件調試。
國產化的DSP開發系統為更多用戶采用DSP器件提供了可能性。
DSP取代單片機的技術和價格的市場條件已經成熟,大規模推廣指日可待。
DSP器件的典型應用
隨著DSP性能不斷改善,用DSP器件來作實時處理已成為當今和未來技術發展 的一個新熱點。
TI公司新推出的TMS320C2XX系列具有良好的性能價格比,基本可以取代16位單片機。其中TMS320C203單片價格不到人民幣100元,芯片內置544字的高速SRAM。外部可尋址64K字程序/數據及I/O,指令周期在25ns~50ns之間,實時性處理比16位單片機快2倍以上,可取代一般的單片機。TMS320F206除了具有TMS320C203的功能外,內置32K字零等待快閃存儲器,可滿足單片設計的要求,能大限度減少用戶板的體積。TMS320F240的指令、DSP核與TMS320C203、F206完全兼容,內置8K/16K字快閃存儲器,增加了兩路10位A/D,每路采樣頻率可達166kHz,提供9路獨立的PWM輸出,內置SCI和SPI接口,內置CAN總線接口。 這些增強了TMS320X240的處理能力,在電機控制領域顯示了強大的生命力。