从系统简单、易于开发的角度看,提供了相应用户电路的单片机则具有良好的实用性。但如果要实现复杂算法,或许要进行高速数学处理的测控装置,选择DSP器件有其明显的优势。由DSP器件组成的测控装置系统结构示意图如图2所示。
DSP芯片是一种专门用于数字信号处理的微处理器,它是一种特殊的、专业的微处理器,不仅具有可编程性,而且其实时运行速度远远超过通用微处理器。其特殊的内部结构,强大的信息处理能力以及较高的运行速度等特点,使其在各个领域得到越来越广泛的应用。
DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,采用流水线操作,提供特殊的DSP指令,可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。DSP芯片具有如下的一些主要特点:
(1)在一个指令周期内可以完成一次乘法和一次加法。
(2)程序和数据空间分开,可以同时访问数据空间和程序空间。
(3)片内具有快速RAM,通常可通过独立的数据总线同时访问两块芯片。
(4)快速的中断处理和硬件支持。
(5)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。
(6)可以并行执行多个操作。
(7)支持流水线操作,取址、译码和执行等操作可以流水执行。
DSP器件有通用与专用之分。通用DSP的运算和处理是用“软件”实现的,而专用DSP一般是针对某种具体应用而设计的,其运算是用硬件直接实现。常见的专用DSP有:FFT、卷积/相关器、复乘加器等。专用DSP内部结构简单,速度远高于通用DSP,其缺点是灵活性差,几乎不具备自适应处理能力。