如何將DSP和MCU兩者完美結(jié)合

　　按照傳統(tǒng)方式，嵌入式應用中的數(shù)字信號處理器（DSP）相對于主微控制器（MCU）起從屬作用。在這些應用中，MCU用作系統(tǒng)控制器，而大量的數(shù)據(jù)處理留給DSP。例如，在音頻或視頻處理應用中有可能需要人機界面管理，或者是整個系統(tǒng)的控制。

　　設(shè)計方案選擇
　　為完成這些任務(wù)，有幾種系統(tǒng)設(shè)計方案選擇。第一種方案將DSP和MCU芯片組合在印制電路板（PCB）上。這種方案成本高并且占用面積大，但是可適當?shù)卣{(diào)整每個芯片的尺寸以最大限度地滿足系統(tǒng)需要。
　　第二種方案是一種將DSP和MCU組合在單個封裝內(nèi)的多芯片模塊（MCM）。這種方案的局限性是，設(shè)計工程師必須按“50/50”的時間比例分配給控制和DSP功能；例如，一旦DSP超出時間，MCU將不能完成計算任務(wù)。像第一種方案選擇一樣，當DSP和MCU內(nèi)核獨立存在時，需要兩套開發(fā)工具。
　　第三種方案是將DSP功能合并到一個MCU中。這種方案只適合于直接的信號處理應用。MCU的時鐘頻率和計算體系結(jié)構(gòu)根本上不太適合大量的數(shù)字處理。有些MCU試圖通過增加一個乘法和累加器（MAC）（DSP的一個特點）來補償上述不足。但是這種方案仍然缺乏高級應用所需要的基本的“由下至上 ”的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 。
　　最近，已經(jīng)出現(xiàn)第四種方案它是將MCU的功能合并到一個DSP中。這類方案的一個例子是美國模擬器件公司（Anolog Device Inc.,簡稱ADI）的Blackfin™ 處理器系列。這些新型處理器具有統(tǒng)一的經(jīng)過優(yōu)化的體系結(jié)構(gòu)，不僅適于數(shù)據(jù)計算，而且也適于有關(guān)的控制任務(wù)。通過平衡執(zhí)行控制任務(wù)與復雜計算的要求，這種方案可以根據(jù)系統(tǒng)實時處理的需要，完成100%的控制或者100%的計算任務(wù)。完成所有這一切任務(wù)不需要在DSP模式和MCU模式之間的模式轉(zhuǎn)換。

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　　System Control Blocks=系統(tǒng)控制單元
　　Emulator & Test Control=仿真器和測試控制
　　Voltage Regulation=穩(wěn)壓電源
　　Event Controller=事件控制器
　　Clock(PLL)=時鐘
　　鎖相環(huán)（PLL）
　　Memory DMA=存儲器
　　直接存儲器存?。―MA）
　　Watchdog Timer=監(jiān)視定時器
　　Real Time Clock=實時時鐘
　　Core=內(nèi)核
　　48 KB Instruction SRAM/Cache=48 KB指令
　　靜態(tài)存儲器（SRAM）
　　和高速緩存
　　32 KB Instruction ROM=32 KB指令
　　只讀存儲器（ROM）
　　32 KB Data SRAM/Cache=32 KB數(shù)據(jù)
　　靜態(tài)存儲器（SRAM）
　　和高速緩存
　　4 KB Scratchpad RAM=4 KB
　　高速暫存
　　隨機存儲器（RAM）
　　System Interface Unit=系統(tǒng)接口單元
　　External Memory Interface=外部存儲器接口
　　High Speed I/O=高速I/O端口
　　Parallel Peripheral Interface/GPIO=并行外圍接口（PPI）
　　和通用輸入輸出接口（GPIO）
　　
　　UART=通用異步收發(fā)器
　　SPI=串行外圍接口（SPI）
　　Hi-speed Serial Ports=高速串行端口
　　PCI/USB=可編程通信接口（PCI）和通用串行總線（USB）
　　Timers 0/1/2=定時器0，1，2
　　Peripheral Blocks=外圍設(shè)備單元

　　一類新型的DSP也提供一套RISC指令系統(tǒng)集、存儲器管理單元、事件控制器和多種外設(shè)以便在一顆單芯片內(nèi)提供大量計算和高效系統(tǒng)控制功能。

　　DSP與MCU比較
　　首先讓我們回顧一下DSP和MCU的典型功能。DSP主要是在一單個時鐘周期內(nèi)盡可能完成多個MAC（乘法和累加）操作。為了這一點，指令的操作代碼通常是可變的超長的指令字（VLIW）。DSP也適于工作在緊密、高效的環(huán)路中。另外，為了達到性能指標通常需要編寫優(yōu)化的匯編代碼。由于DSP的算法程序一般裝在小容量、短等待時間的內(nèi)置存儲器中，所以代碼密度通常不是大問題。