实例分析SHARC通用DSP高端应用

　　回顾数字信号处理（DSP）技术的发展史，我们可以看到，DSP的发展大致经历了五个阶段：
　　1）雏形阶段。世界上第一个单片DSP芯片应当是1978年AMI公司发布的S2811，1980年，日本 NEC公司推出的μPD7720是第一个具有乘法器的商用DSP 芯片。
　　（2）第一代真正意义的DSP。1982年TI公司推出的TMS320ClO是第一代DSP的代表，它是16位定点DSP，首次采用哈佛结构，完成乘累加运算时间为390ns，处理速度较慢。
　　（3）第二代DSP。1987年Motorola公司（后分离出Freescale半导体公司）推出了24位定点DSP芯片——DSP56001。ADI公司的ADSP-2100、TI公司的TMS320C50、AT&T公司的DSPl6A等也都是第二代DSP产品的典型代表。
　　（3）第三代DSP。包括第三代定点（ADSP-2180、TMS320C541、DSP56301等），这些产品改进了内部结构，增加了并行处理单元，扩展了内部存储器容量，提高了处理速度。同时期还出现了功能更强的32位浮点，如ADI公司的ADSP-21020，TI公司的TMS320C3X等。
　　（4）第四代DSP。过去几年业界推出了性能更高的第四代处理器并不断衍生更多产品，如ADI公司的32位浮点处理器SHRAC系列一代（ADSP2106X）、二代（ADSP2116X）、三代（ADSP2126X、ADSP2136X）以及最新的第四代SHARC系列ADSP2146X等，成为通用DSP技术发展路线上的又一座分水岭。
　　从ADI SHARC产品组合可以看到：在速度、性能、集成度和I/O吞吐率等方面，第四代DSP比前一代DSP又有跨越式的增强。SHARC支持高性能32位和40位扩展浮点运算以及32位定点运算，速度最快的SHARC处理器的内核时钟频率最高可达450 MHz，处理能力达到2700 MFLOP（SHARC 2146x系列），而且片上外设也越来越丰富。它们正在为诸如工业控制、专业音响、汽车音频、医疗电子等对信号处理品质要求非常严苛的高端应用提供核心动力，为人类生活创造更多精彩。
　　第四代通用DSP的典型先进特性
　　强大的运算处理能力。SHARC处理器的高运算性能来自SHARC内核采用的一种单指令多数据（SIMD）架构。此架构包含两个能够并行执行代码的运算单元，这意味着用户可以在这两个运算单元中于同一周期内执行相同的指令。单周期执行双乘法和ALU运算是SHARC处理器的特点之一，而且在单周期内还能完成双读或双写数据以及取指令操作。为了保持这种单周期操作性能，内核和存储器之间存在很宽的带宽。SHARC的一些浮点优势，如浮点运算可以减少量化误差，还能实现更高的精度和更大的动态范围，这对滤波器等应用来说是很有帮助的。
　　SHARC上集成了最多达67个零开销DMA通道的直接存储器访问引擎。这个引擎在移动数据时无需内核干预，因为DMA传送期间可以同时传送代码和数据，而且在传送过程中还能自动打包8、16、32、40或48位数据。这也为提高系统处理性能立下了汗马功劳。
　　
　　图1：第四代通用DSP的最先进代表——SHARC ADSP2146X的功能框图。
　　大容量片上存储器。在片上存储器结构方面，SHARC处理器具有很大容量的内部RAM和ROM（例如，ADSP 2146x拥有5Mb的最大容量片上SRAM和4Mb的金属掩膜编程ROM，如图1所示）。片上RAM和内核的运行速度是一样的，因此在代码和数据访问期间可实现零等待状态。