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【原創(chuàng)】DSP和51之我見(jiàn)--順便說(shuō)說(shuō)DSP除法 |
| 作者：emailli 欄目：單片機(jī) |
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，對(duì)于DSP有了一定的自我見(jiàn)解了。 本人是大學(xué)專業(yè)是自動(dòng)化，用的最多的是51單片機(jī)，學(xué)習(xí)最多的是控制理論，用的最多的算法是PID算法，控制的一般是電機(jī)等。工作后倒是基本沒(méi)有碰電機(jī)等東西了。 進(jìn)來(lái)買了基本DSP的書，學(xué)習(xí)了一下。一些學(xué)習(xí)心得說(shuō)出來(lái)給各位看看，講得不對(duì)的地方不要見(jiàn)笑。 到底DSP是什么，我們又需要學(xué)習(xí)一些什么？ 不同過(guò)程的學(xué)習(xí)獲得了不同階段的理解。 剛開(kāi)始，感覺(jué)DSP是一些和51類似的器件，只是該CPU功能強(qiáng)大一些。具體強(qiáng)大在什么地方呢？ 1、架構(gòu)！51用的是馮諾伊曼架構(gòu)，DSP器件使用的哈佛架構(gòu)，一個(gè)是程序、數(shù)據(jù)、IO共用地址編碼，一個(gè)是程序、數(shù)據(jù)、IO獨(dú)立地址編碼，所以，51的指令是一條一條的執(zhí)行，DSP的指令可以多條并行處理，從而獲得了更快的計(jì)算速度。 2、運(yùn)算能力。很多DSP器件硬件支持浮點(diǎn)數(shù)乘法，同時(shí)有硬件循環(huán)指令。硬件浮點(diǎn)乘法極大的提高了運(yùn)算能力。硬件循環(huán)指令又大大的釋放了重復(fù)運(yùn)算時(shí)CPU的干預(yù)開(kāi)銷。兩者合一大大提高了DSP器件的運(yùn)算能力。 3、如果到這里看來(lái)，我們會(huì)僅僅說(shuō)DSP只是一個(gè)增強(qiáng)的51芯片而已，沒(méi)有什么特別的地方嗎！為什么要獨(dú)立出來(lái)自成一體呢？經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，DSP拆開(kāi)來(lái)看就是數(shù)字信號(hào)處理，深一步的理解，何謂數(shù)字信號(hào)處理呢？和他對(duì)應(yīng)的就是模擬信號(hào)處理。如果將數(shù)字信號(hào)處理和模擬信號(hào)處理放到一起來(lái)看，各位就會(huì)明白了。我是學(xué)習(xí)自動(dòng)化出身的，不可避免的和模擬信號(hào)處理結(jié)下了不解之緣。如果要我用模擬器件來(lái)做一階濾波，或者是二階濾波，或者是巴特奧斯濾波器等等，手到擒來(lái)的事情，又或者做一些其他的低通，高通，帶通，帶阻也不會(huì)是一件困難的事情。由于模擬信號(hào)的先入為主，之前從來(lái)沒(méi)有想過(guò)數(shù)字上的處理也可以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)處理的功能。DSP的精髓也就是如他自己所表現(xiàn)的，通過(guò)采樣信號(hào)得到的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)字處理，將信號(hào)輸出自己的期望值。這個(gè)過(guò)程可以這樣來(lái)看，信號(hào)輸入-->AD-->濾波處理-->DA-->信號(hào)輸出，如果忽略這個(gè)過(guò)程（AD-->濾波處理-->DA），那么就是{信號(hào)輸入-->變換-->信號(hào)輸出}�？梢钥吹剑@個(gè)過(guò)程和模擬信號(hào)的處理過(guò)程是一樣的！ 可以得出結(jié)論，DSP的精髓就是…… 余下詳情請(qǐng)參見(jiàn)本人博客： http://emailli.21ic.org/ |
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| 作者： gbchang 于 2007/2/27 8:48:00 發(fā)布：
L J |
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| 3樓： | >>參與討論 |
| 作者： xmm 于 2007/2/27 8:59:00 發(fā)布：
不錯(cuò) 有一處有誤: "架構(gòu)！51用的是馮諾伊曼架構(gòu)，DSP器件使用的哈佛架構(gòu)" 寫顛倒了 |
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| 4樓： | >>參與討論 |
| 作者： emailli 于 2007/2/27 11:25:00 發(fā)布：
沒(méi)有弄錯(cuò)吧 |
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| 5樓： | >>參與討論 |
| 作者： lishuanghua 于 2007/2/27 12:20:00 發(fā)布：
現(xiàn)在的CPU不管是DSP還是MCU基本上都是馮.諾伊曼型的 還有能不能同時(shí)運(yùn)行幾條指令與是不是統(tǒng)一地址空間沒(méi)有關(guān)系，現(xiàn)在的x86同樣是指令、數(shù)據(jù)空間統(tǒng)一編址，一樣可以同時(shí)運(yùn)行幾條指令。 其實(shí)DSP和MCU的原理是差不多的，只不過(guò)DSP的結(jié)構(gòu)更方便于數(shù)字運(yùn)算，MCU的結(jié)構(gòu)更方便于控制。 |
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| 6樓： | >>參與討論 |
| 作者： emailli 于 2007/2/27 13:45:00 發(fā)布：
？？？不懂！所有的書上都寫的DSP是基于哈佛架構(gòu)的！ 怎么你們還會(huì)覺(jué)得他倆的架構(gòu)會(huì)一樣呢？ |
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| 7樓： | >>參與討論 |
| 作者： computer00 于 2007/2/27 14:53:00 發(fā)布：
我覺(jué)得這是兩個(gè)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，所以沒(méi)辦法放在一起 馮.諾伊曼型 是指 將程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，然后再來(lái)執(zhí)行程序 這樣一種結(jié)構(gòu)。 而哈佛是指將程序總線和數(shù)據(jù)總線分開(kāi)。 不管分不分開(kāi)，始終還是 馮.諾伊曼型 計(jì)算機(jī)。 所以沒(méi)辦法將這兩者放在一起比較。 |
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| 8樓： | >>參與討論 |
| 作者： yewuyi 于 2007/2/27 16:53:00 發(fā)布：
信號(hào)輸入-->AD-->濾波處理-->DA-->信號(hào)輸出 這句容易讓人誤會(huì)…… |
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| 9樓： | >>參與討論 |
| 作者： emailli 于 2007/2/28 8:10:00 發(fā)布：
呵呵 本文只是想對(duì)DSP的數(shù)字信號(hào)處理和模擬電路的模擬信號(hào)處理做一個(gè)比較。 讓初學(xué)者從另外一個(gè)角度來(lái)看DSP和其他處理芯片的異同！ 這樣有利于學(xué)習(xí)DSP吧。 當(dāng)然了，DSP的控制功能當(dāng)然還是有的！ |
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| 10樓： | >>參與討論 |
| 作者： liniu 于 2007/2/28 8:36:00 發(fā)布：
關(guān)于架構(gòu)我也覺(jué)得樓主說(shuō)的有問(wèn)題 下面是網(wǎng)上的文摘： * 哈佛結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開(kāi)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。中央處理器首先到程序指令存儲(chǔ)器中讀取程序指令內(nèi)容，解碼后得到數(shù)據(jù)地址，再到相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行下一步的操作（通常是執(zhí)行）。程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開(kāi)，可以使指令和數(shù)據(jù)有不同的數(shù)據(jù)寬度，MICROCHIP 公司的 PIC16芯片的程序指令是14位寬度，而數(shù)據(jù)是8位寬度。 哈佛結(jié)構(gòu)的微處理器通常具有較高的執(zhí)行效率。其程序指令和數(shù)據(jù)指令分開(kāi)組織和存儲(chǔ)的，執(zhí)行時(shí)可以預(yù)先讀取下一條指令。目前使用哈佛結(jié)構(gòu)的中央處理器和微控制器有很多，除了上面提到的MICROCHIP公司的PIC系列芯片，還有摩托羅拉公司的MC68系列、ZILOG公司的Z8系列、ATMEL公司的 AVR系列和安謀公司的ARM9、ARM10和ARM11，51單片機(jī)也屬于哈佛結(jié)構(gòu) * 馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)也稱普林斯頓結(jié)構(gòu)，是一種將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。程序指令存儲(chǔ)地址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址指向同一個(gè)存儲(chǔ)器的不同物理位置，因此程序指令和數(shù)據(jù)的寬度相同，如英特爾公司的8086中央處理器的程序指令和數(shù)據(jù)都是16位寬。 目前使用馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)的中央處理器和微控制器有很多。除了上面提到的英特爾公司的8086，英特爾公司的其他中央處理器、安謀公司的ARM7、MIPS公司的MIPS處理器也采用了馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)。 來(lái)自:http://e.liniu.cn/index.php/CPU/Structure |
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| 11樓： | >>參與討論 |
| 作者： emailli 于 2007/2/28 11:33:00 發(fā)布：
其實(shí)關(guān)于51和DSP的結(jié)構(gòu)問(wèn)題 關(guān)于51和DSP的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。 很多地方都有討論。 你可以搜索21IC上的文章。也討論的如火如荼。 但似乎沒(méi)有一個(gè)明確的結(jié)果。 在沒(méi)有看到權(quán)威的文章之前，不要因?yàn)榈教庌D(zhuǎn)貼的幾篇文章就下了定論吧。 反正通過(guò)比較哈佛結(jié)構(gòu)和馮諾伊曼結(jié)構(gòu)的原理。我自己覺(jué)得51單片機(jī)是馮諾伊曼結(jié)構(gòu)的。 希望到此能夠停止討論CPU結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。 本文寫的目的不是來(lái)討論CPU結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，一來(lái)對(duì)于這個(gè)我也不是很專業(yè)，畢竟不是做IC設(shè)計(jì)的。 二來(lái)我前文的比較是為了說(shuō)明除法的優(yōu)化為什么在DSP中可以很好的實(shí)現(xiàn)，而51單片機(jī)卻無(wú)法是現(xiàn)在這樣的優(yōu)化。 這個(gè)才是我的重點(diǎn)。 就像有人說(shuō)的：51等CPU是偏重于控制，對(duì)于運(yùn)算比較薄弱。 DSP等是偏重于運(yùn)算，對(duì)于控制比較薄弱。 造成這樣后果的原因，是他們的硬件決定的！ 所以，用51需要大量的外圍電路，但是本身的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。 DSP不需要很多的外圍電路，但是本身的設(shè)計(jì)復(fù)雜。 |
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| 12樓： | >>參與討論 |
| 作者： 4280089 于 2007/3/10 10:51:00 發(fā)布：
所謂哈佛結(jié)構(gòu) 以我所理解哈佛結(jié)構(gòu)應(yīng)該是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器有獨(dú)立的地址總線吧. |
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| 13樓： | >>參與討論 |
| 作者： ayb_ice 于 2007/3/10 13:36:00 發(fā)布：
隨便說(shuō)說(shuō) 更正: 51是哈佛結(jié)構(gòu) |
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| 14樓： | >>參與討論 |
| 作者： 劉德山 于 2007/3/14 12:01:00 發(fā)布：
快幫幫忙 有個(gè)哥們送了我一套ICETEK-VC5416-C 板和USB的DSP仿真器，結(jié)果光盤沒(méi)了，有此配置光盤的哥們，請(qǐng)與我聯(lián)系一下，我愿意花錢求夠。 QQ：191987628 |
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| 15樓： | >>參與討論 |
| 作者： sentown 于 2007/4/19 10:01:00 發(fā)布：
有病 |
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| 16樓： | >>參與討論 |
| 作者： nsearchf 于 2007/4/20 16:46:00 發(fā)布：
要斟酌啊 "51用的是馮諾伊曼架構(gòu)，DSP器件使用的哈佛架構(gòu)，一個(gè)是程序、數(shù)據(jù)、IO共用地址編碼，一個(gè)是程序、數(shù)據(jù)、IO獨(dú)立地址編碼，所以，51的指令是一條一條的執(zhí)行，DSP的指令可以多條并行處理，從而獲得了更快的計(jì)算速度。" |
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| 17樓： | >>參與討論 |
| 作者： 張暄 于 2007/5/12 20:04:00 發(fā)布：
呃~51是哈佛結(jié)構(gòu)，DSP是馮諾伊曼架構(gòu)啊!!! |
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| 18樓： | >>參與討論 |
| 作者： ahwei 于 2007/5/12 21:00:00 發(fā)布：
沒(méi)想到這個(gè)問(wèn)題還有這么多人沒(méi)弄清除啊 去年，我本科畢業(yè)面試時(shí)就和兩個(gè)公司的主管辨過(guò)了，分類角度不同。 馮諾伊曼結(jié)構(gòu)是整個(gè)計(jì)算機(jī)的模型，計(jì)算機(jī)的組成部分，運(yùn)算器，存儲(chǔ)器，控制器，輸入，輸出。這樣的話基本上用什么cpu做的一個(gè)計(jì)算系統(tǒng)都可以說(shuō)是馮諾依曼結(jié)構(gòu)。 對(duì)于單個(gè)cpu來(lái)說(shuō)，所謂的馮諾依曼，哈佛結(jié)構(gòu)是從存儲(chǔ)器的組織方式來(lái)說(shuō)的。 馮諾依曼結(jié)構(gòu)組織的存儲(chǔ)器，指令和數(shù)據(jù)地址空間是在一起的，共用一套總線，象arm7就是這樣，這中結(jié)構(gòu)的壞處是，存在取指令和取數(shù)據(jù)可能存在阻塞，在體系結(jié)構(gòu)里邊成為結(jié)構(gòu)阻塞。奔騰以后的x86從宏觀上來(lái)看是馮諾依曼結(jié)構(gòu)，但是在內(nèi)部卻分開(kāi)cache，從內(nèi)部來(lái)看還是哈佛結(jié)構(gòu)的。馮諾依曼結(jié)構(gòu)的好處是很好實(shí)現(xiàn)象pc種。 對(duì)于哈佛結(jié)構(gòu)，由于指令地址空間和數(shù)據(jù)地址空間是分開(kāi)的，像51，16位的地址線，最大支持64k的指令rom，和64k的ram。哈佛結(jié)構(gòu)不存在結(jié)構(gòu)阻塞。 對(duì)dsp來(lái)說(shuō)，adi的體系結(jié)構(gòu)我大致看過(guò)，肯定是哈佛結(jié)構(gòu)的，ti的還沒(méi)看過(guò)文檔，其實(shí)現(xiàn)階段市場(chǎng)上的處理器還是哈佛結(jié)構(gòu)的多。 按這種分類，對(duì)常用的mcu我來(lái)分一下 哈佛結(jié)構(gòu)，51，avr，arm9以上版本，sharc等 馮諾依曼結(jié)構(gòu)，moto 68系列，arm 7，ia32，ia64系列（從程序員的角度）. |
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| 19樓： | >>參與討論 |
| 作者： ahwei 于 2007/5/12 21:06:00 發(fā)布：
大家不用再吵了，看權(quán)威著作去 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，一種量化的分析方法，還有其他許多計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)方面的書，看國(guó)外的那種。 說(shuō)起這個(gè)問(wèn)題，我想起一個(gè)事。 我陪mm去清華面試時(shí)，有個(gè)成都電子科技大學(xué)的哥們，拿了兩塊自己做的小板子去面試，說(shuō)在全國(guó)電賽中還獲了二等獎(jiǎng)，因?yàn)榍迦A電子系招的研究生是做soc的，就指指他的小板子上的51，讓他談?wù)勸T諾依曼和哈佛結(jié)構(gòu)的區(qū)別，哥們被拒了，其實(shí)也難為他的，自己不是電子科班的，學(xué)光信息的，自己搞電子了。 我mm也被一個(gè)很弱的問(wèn)題考翻了，電視機(jī)天線接頭用75歐是出于什么考慮的，我mm傻了，從來(lái)沒(méi)想過(guò)這個(gè)問(wèn)題啊，出來(lái)還是我這個(gè)非電子科班的給她解釋了。大家看見(jiàn)家里的電視機(jī)，一定會(huì)注意到扁饋線的有一個(gè)75歐阻抗變換器，同軸的是直接接進(jìn)去的，其實(shí)就是為了阻抗匹配，減弱信號(hào)反射。最后我mm也被拒了。 總之還是覺(jué)得，作為一個(gè)工程師，要有敏銳的觀察能力，要學(xué)會(huì)理論結(jié)合實(shí)踐的思考，大學(xué)電路分析課程上，也有一部分講傳輸線理論的，老師不講，學(xué)生就沒(méi)想到自己看看。 * - 本貼最后修改時(shí)間：2007-5-12 21:28:09 修改者：ahwei |
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| 20樓： | >>參與討論 |
| 作者： xwj 于 2007/5/12 21:43:00 發(fā)布：
怎么又頂上來(lái)了？ LZ的理解錯(cuò)誤實(shí)在太多，我以前就懶得回復(fù) 實(shí)在是誤導(dǎo)初學(xué)者... |
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| 21樓： | >>參與討論 |
| 作者： iC921 于 2007/5/13 9:40:00 發(fā)布：
不管有沒(méi)有錯(cuò)，錯(cuò)多少，樓主的做法也是對(duì)的 最少這樣的過(guò)程檢驗(yàn)自己對(duì)知識(shí)的理解程度和運(yùn)用能力。 比較欣賞樓主的類比學(xué)習(xí)方法，請(qǐng)繼續(xù) * - 本貼最后修改時(shí)間：2007-5-13 9:41:24 修改者：iC921 |
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| 22樓： | >>參與討論 |
| 作者： ashaoxin 于 2007/5/13 17:47:00 發(fā)布：
路過(guò) 我只是路過(guò)，大家發(fā)言很踴躍！�。� |
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