http://www.paper.edu.cn
- 1 -
DSP 通用音频算法研究
张冬卯,王海婴
北京邮电大学信通学院,北京 (100876)
E-mail: deanraccoon@126.com
摘 要: DSP,也称数字信号处理器,是一种具有特殊结构的微处理器。随着目前 DSP 的应
用越来越广泛,应用也越来越复杂。一些 DSP 开发商就给出了一些通用的算例.帮助开发者降
低入门难度,加快开发速度. 本文的主要内容是分析德州仪器公司(Ti)的通用音频算例,德州
仪器公司是 DSP 行业的领导者,分析德州仪器公司的程序有一定的通用性,本文分析通用音
频算法程序结构,分析 DSP/BIOS 原理,如何使用驱动等等,给出通用音频算法一般使用方
法.在掌握了这些知识之后,就可以很容易的把自己的音频算法用在 DSP 上,并且有助于学习
其他通用算法。
关键词: DSP;音频算法;DSP/BIOS
1. 引言
DSP 芯片,也称数字信号处理器,是一种具有特殊结构的微处理器。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,广泛采用流水线操作,提供特殊的
DSP 指令,可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求,DSP
芯片一般具有如下的一些主要特点:
(
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。
目前主流的
DSP 芯片如 TMS320C6000 系列
[1]
,它是美国 Ti 公司推出的 DSP 芯片。这种芯
片是定点和浮点兼容的
DSP 系列,其中定点系列是 TMS320C6200 和 TMS320C64xx,浮点系列是
TMS320C67xx 系列
TMS320C6000 片内有 8 个并行的处理单元,分别为相同的两组。DSP 的体系结构采用甚
长指令字(
VLIW)结构,单指令字长为 32bit,8 个指令组成一个指令包,总字长为 8×32=256bit。
芯片内部设置了专门的指令分配模块,可以将每个 256bit的指令包同时分配到8个处理单元,
并由
8 个单元同时运行。芯片的最高时钟频率可以达到 300MHz,这是通过片内的锁相环路
(
PLL)将输入时钟倍频获得的。当芯片内部 8 个处理单元同时运行时,其最大处理能力可
以达到
400MIPS。
2000年 3月,TI发布了新的TMS320C64xx内核,其主频为 1.1GHz,处理速度达到了9000MIPS,
在
TMS320C62xx 的基础上将性能提高了 10 倍。
Ti 公司除了提供芯片,还提供了集成开发环境 CCS IDE,芯片的硬件开发包,视音频使用例
程,本文主要分析
Ti 公司的 tsk_echo 音频例程,介绍如何使用这个例程,如何加入自己的算法。