1.1.2 DSP的特点

DSP处理器与英特尔（Intel）或奔腾（Pentium）的通用处理器有较大的区别，这些区别在于DSP的结构和指令是专门针对信号处理而设计的。DSP具有以下特点：

（1）采用哈佛结构

总线结构可以分为两种：冯·诺依曼结构和哈佛结构。早期处理器多采用前者，具有程序和数据共用一个存储空间，程序数据总线共享，分时复用共享总线的特点。其缺点是指令在执行时只能是串行，速度慢，吞吐量低。高速运算时，不能同时取指令和操作数，并且会造成传输通道上的瓶颈。而哈佛结构具有数据和程序存储空间之间互相独立，数据和程序总线分开，能够同时取指令和操作数，内存访问速度快等特点。TI公司的DSP系统采用改进的哈佛结构：数据和程序空间能够交换数据，有交叉数据通道；具有高速缓存，可以提高CPU访问速度，减少读取指令和数据的时间。

（2）流水线操作技术

流水线操作是一个周期同时进行多条指令，取指令和执行指令同时进行，从而减少指令执行时间。DSP执行一条指令需要取指令、译码、取操作数和执行等几个阶段，每一阶段为一级流水，当执行本条指令时，可以同时进行取指令、译码、取操作数的阶段。

（3）多总线结构

采用多总线结构的DSP芯片，在一个周期内多次访问程序和数据空间。如可以在一个时钟周期内多次访问程序存储器取一条指令，从数据存储器取两个操作数和向数据存储器写一个操作数，从而提高DSP的运算能力。

（4）多处理单元

DSP内部采用多个处理单元，它们在一个时钟周期能够同时进行运算，这样可以大大提高DSP的并行处理能力。

（5）采用硬件乘法器

通用的计算机没有硬件乘法器，其算术逻辑单元只能进行加减运算，而乘除法是通过移位完成的。因此，乘除法运算在一般的计算机中比较耗时；而在DSP系统中有大量的乘法运算，针对这些具体的应用设计了专门的硬件乘法器。

（6）寻址方式

数字信号处理中需要大量的地址运算，有时甚至可能会超过数据寻址范围，DSP中有一种特殊的硬件算术单元——地址产生器。地址的计算由专门的硬件完成，无须额外的时间。

（7）支持多处理器结构

单片DSP的处理能力比较有限，在某些运算能力要求高、计算量大的情况下，单片DSP无法胜任，DSP支持精细任务并发的紧耦合系统，可以将算法分配给多个DSP，从而建立一个由链接支持的精细任务并发的多处理器阵列。