如何將DSP和MCU兩者完美結(jié)合

　　按照傳統(tǒng)方式，嵌入式應(yīng)用中的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）相對(duì)于主微控制器（MCU）起從屬作用。在這些應(yīng)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(yīng)用中有可能需要人機(jī)界面管理，或者是整個(gè)系統(tǒng)的控制。

　　設(shè)計(jì)方案選擇
　　為完成這些任務(wù)，有幾種系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dāng)?shù)卣{(diào)整每個(gè)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(gè)封裝內(nèi)的多芯片模塊（MCM）。這種方案的局限性是，設(shè)計(jì)工程師必須按“50/50”的時(shí)間比例分配給控制和DSP功能；例如，一旦DSP超出時(shí)間，MCU將不能完成計(jì)算任務(wù)。像第一種方案選擇一樣，當(dāng)DSP和MCU內(nèi)核獨(dú)立存在時(shí)，需要兩套開(kāi)發(fā)工具。
　　第三種方案是將DSP功能合并到一個(gè)MCU中。這種方案只適合于直接的信號(hào)處理應(yīng)用。MCU的時(shí)鐘頻率和計(jì)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(guò)增加一個(gè)乘法和累加器（MAC）（DSP的一個(gè)特點(diǎn)）來(lái)補(bǔ)償上述不足。但是這種方案仍然缺乏高級(jí)應(yīng)用所需要的基本的“由下至上 ”的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。
　　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(gè)DSP中。這類方案的一個(gè)例子是美國(guó)模擬器件公司（Anolog Device Inc.,簡(jiǎn)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(guò)優(yōu)化的體系結(jié)構(gòu)，不僅適于數(shù)據(jù)計(jì)算，而且也適于有關(guān)的控制任務(wù)。通過(guò)平衡執(zhí)行控制任務(wù)與復(fù)雜計(jì)算的要求，這種方案可以根據(jù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理的需要，完成100%的控制或者100%的計(jì)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(cè)試控制
　　Voltage Regulation=穩(wěn)壓電源
　　Event Controller=事件控制器
　　Clock(PLL)=時(shí)鐘
　　鎖相環(huán)（PLL）
　　Memory DMA=存儲(chǔ)器
　　直接存儲(chǔ)器存取（DMA）
　　Watchdog Timer=監(jiān)視定時(shí)器
　　Real Time Clock=實(shí)時(shí)時(shí)鐘
　　Core=內(nèi)核
　　48 KB Instruction SRAM/Cache=48 KB指令
　　靜態(tài)存儲(chǔ)器（SRAM）
　　和高速緩存
　　32 KB Instruction ROM=32 KB指令
　　只讀存儲(chǔ)器（ROM）
　　32 KB Data SRAM/Cache=32 KB數(shù)據(jù)
　　靜態(tài)存儲(chǔ)器（SRAM）
　　和高速緩存
　　4 KB Scratchpad RAM=4 KB
　　高速暫存
　　隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）
　　System Interface Unit=系統(tǒng)接口單元
　　External Memory Interface=外部存儲(chǔ)器接口
　　High Speed I/O=高速I(mǎi)/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(shí)器0，1，2
　　Peripheral Blocks=外圍設(shè)備單元

　　一類新型的DSP也提供一套R(shí)ISC指令系統(tǒng)集、存儲(chǔ)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(jì)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(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)盡可能完成多個(gè)MAC（乘法和累加）操作。為了這一點(diǎn)，指令的操作代碼通常是可變的超長(zhǎng)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(dá)到性能指標(biāo)通常需要編寫(xiě)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(shí)間的內(nèi)置存儲(chǔ)器中，所以代碼密度通常不是大問(wèn)題。