DSP与单片机论文.doc

浅谈DSP处理器与普通单片机的区别 系别：电子与电气工程系 专业：电气工程及其自动化 班级：08971 学号：0971080 姓名：浅谈DSP处理器与普通单片机的区别内容摘要：在如今社会高速发展的时期。DSP技术和单片机在各行各业的应用越来越广泛，且DSP在我国市场前景也越来越广阔。了解和学习DSP技术的知识也越来越重要。本文简要介绍了DSP处理器与普通单片机在体系结构和应用背景方面的发展历史；然后各个方面，描述DSP处理器与普通单片机的共同点与区别，以及DSP处理器与普通单片机各自得发展前景。关键词:DSP处理器,普通单片机，区别，发展趋势 DSP又称数字信号处理（DigitalSignalProcessing）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）等。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点，这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），它最早是被用在工业控制领域。.单片机的特点 所谓单片机就是在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM(EPROM或EEPROM)、时钟、定时/计数器、多种功能的串行和并行I/O口。如Intel公司的8031系列等。除了以上基本功能外，有的还集成有A/D、D/A，概括起来说，单片机具有如下特点： 具有位处理能力，强调控制和事务处理功能。价格低廉。如低档单片机价格只有人民币几元钱。 开发环境完备，开发工具齐全，应用资料众多。DSP器件的特点 与单片机相比，DSP器件具有较高的集成度。DSP具有更快的CPU，更大容量的存储器，内置有波特率发生器和FIFO缓冲器。提供高速、同步串口和标准异步串口。有的片内集成了A/D和采样/保持电路，可提供PWM输出。DSP器件采用改进的哈佛结构，具有独立的程序和数据空间，允许同时存取程序和数据。内置高速的硬件乘法器，增强的多级流水线，使DSP器件具有高速的数据运算能力。DSP器件比16位单片机单指令执行时间快810倍，完成一次乘加运算快1630倍。DSP器件还提供了高度专业化的指令集，提高了FFT快速傅里叶变换和滤波器的运算速度。此外，DSP器件提供JTAG接口，具有更先进的开发手段，批量生产测试更方便，开发工具可实现全空间透明仿真，不占用用户任何资源。软件配有汇编/链接C编译器、C源码调试器。 目前国内推广应用最为广泛的DSP器件是美国德州仪器(TI)公司生产的TMS320系列。DSP开发系统的国产化工作已经完成，国产开发系统的价格至少比进口价格低一半，有的如TMS320C2XX开发系统只有进口开发系统价格的1/5，这大大刺激了DSP器件的应用。DSP微处理器一般具有如下主要特点： 1、在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法； 2、程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；3、片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问； 4、具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持； 5、快速的中断处理和硬件I/O支持； 6、具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器； 7、可以并行执行多个操作； 8、支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。 单片机的硬件一般具有如下主要特点：1、单片机集成度高。单片机包括CPU、4KB容量的ROM（8031 无）、128 B容量的RAM、 2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口。2、系统结构简单，使用方便，实现模块化; 3、单片机可靠性高，可工作到106 107小时无故障;4、处理功能强，速度快。 DSP与单片机优缺点比较对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部因素影响小；容易实现集成；VLSI 可以分时复用，共享处理器；方便调整处理器的系数实现自适应滤波； 可实现模拟处理不能实现的功能：线性相位、多抽样率处理、级联、易于存储等； 可用于频率非常低的信号。但是DSP也存在一些弊端比如说：需要模数转换； 受采样频率的限制，处理频率范围有限；数字系统由耗电的有源器件构成，没有无源设备可靠。但是其优点远远超过缺点。 单片机控制：优点，经济实惠，成本相对较低；缺点，用单片机制作的主控板受制版工艺、布局结构、器件质量等因素的影响导致抗干扰能力差，故障率高，不易扩展，对环境依赖性强,开发周期长。一个采用单片机制作的主控板不经过很长时间的实际验证很难形成一个真正的产品。 DSP器件是一种具有高速运算能力的单片机 从应用角度看：DSP器件是运算密集型的，而单片机是事务密集型的，DSP器件可以取代单片机，单片机却不能取代DSP。DSP器件价格大幅度下滑，直逼单片机。DSP器件广泛使用了JTAG硬件仿真，比单片机更易于硬件调试。国产化的DSP开发系统为更多用户采用DSP器件提供了可能性。DSP取代单片机的技术和价格的市场条件已经成熟,大规模推广指日可待。 DSP器件的典型应用 随着DSP性能不断改善，用DSP器件来作实时处理已成为当今和未来技术发展的一个新热点。 TI公司最新推出的TMS320C2XX系列具有良好的性能价格比，基本可以取代16位单片机。其中TMS320C203单片价格不到人民币100元，芯片内置544字的高速SRAM。外部可寻址64K字程序/数据及I/O，指令周期在25ns50ns之间，实时性处理比16位单片机快2倍以上，可取代一般的单片机。TMS320F206除了具有TMS320C203的功能外，内置32K字零等待快闪存储器，可满足单片设计的要求，能最大限度减少用户板的体积。TMS320F240的指令、DSP核与TMS320C203、F206完全兼容，内置8K/16K字快闪存储器，增加了两路10位A/D，每路采样频率可达166kHz，提供9路独立的PWM输出，内置SCI和SPI接口，内置CAN总线接口。这些大大增强了TMS320X240的处理能力，在电机控制领域显示了强大的生命力。它是一个典型的TMS320F240的用户系统，它实现如下功能： 3相PWM输出/3相电流测量/按键控制、液晶显示/RS232通信,A/D、D/A接口,62K字零等待SRAM,扩展的输入、输出及双向I/O口/JTAG接口 结论 DSP技术的不断完善，各种DSP器件的不断推出，将为实时数字信号处理的应用创造前所未有的广阔空间。单片机用户在硬件和软件方面的设计经验可使他们很容易从单片机升级到DSP。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：1.在智能仪器仪表上的应用2.在工业控制中的应用 3.在家用电器中的应用4.在计算机网络和通信领域中的应用5.单片机在医用设备领域中的应用6.在各种大型电器中的模块化应用7.单片机在汽车设备领域中的应用 单片机在汽车电子中的应用非常广泛。从单片机的发展历程看，未来单片机技术将向多功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、外围电路内装化及片内储存器容量增加的方向发展。通过对DSP和单片机的比较不难发现虽然DSP在价格上处于劣势。但是单片机在控制方面和DSP差距也是十分明显的，在科学技术高速发展的今天单片机在一些复杂控制中已经远远跟不上时代的“潮流”。对于一些高精尖的设备上DSP必将占有一定的地位。整体来看，DSP 应用在通讯领域、数字影音的产品将越来越普及，使得相关市场需求越来越大，未来 DSP 市场竞争将越趋激烈。虽然目前 DSP 的主要应用产品的市场都是由国际半导体大厂所控制，但是我国在政策的扶植下，本土厂商积极投入研发资源，以消费性产品作为进入 DSP 市场的一个敲门砖，也必将在 DSP 市场上争得一席之地。 参考文献1百度百科DSP技术2百度百科DSP未来发展五大趋势3DSP在运动控制系统中的应用