文档介绍：中国科学技术大学
硕士学位论文
一款基于高效流水线的16位定点嵌入式数字信号处理器的设计
与实现
姓名:曾晓文
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:胡访宇
20050401
镄图菩图嵋兮难￥型呈F摺摘要数字信号处理器云淇杀喑绦院颓看蟮氖菰怂隳芰υ诘苯裥畔化的社会中得到了广泛的应用,研究开发具有我国自主知识产权的哂兄要意义。点嵌入式数字信号处理器“”的设计流程,介绍了“甋钡男阅苣勘确定、体系结构设计、模块划分、基于标准单元的胱酆稀⑽锢砩杓啤点分析了“猄绷魉咧锌刂瞥逋弧⑹莩逋缓妥试闯逋坏牟氪矸椒ǎ并运用“设置指令缓冲”、“零开销循环”、“设置微型指令航庾试冲突”等技术提高流水线的指令吞吐率。码与行为级模型执行结果比较程序”的开发,快速准确地定位氲拇砦调整”、“优化功能模块之间控制信号的连接”、“牺牲面积与功耗提高速度”等“甋庇月在上海“中芯国际”投片成功,芯片面积为本文在探讨了数字信号处理器设计方法的基础上,详细讨论了一款位定功能与性能验证等内容。微处理器中流水线的指令吞吐率对微处理器的性能有着重要影响,文章重在对“猄钡腞代码进行指令级的功能验证过程中,通过对“点,增强了牍δ苎橹さ男视胪暾浴!癈—”采用了“流水线结构方法对关键路径进行了优化,使之符合设计目标的要求。““”,通过该指令可利用接口对片内存储单元进行自检,减少了外围管脚的数量以及杓坪头庾暗母丛佣取万门,工作频率达到,其运算能力与国外一芯片相当。一●
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第一章绪论世纪的社会是信息化的社会。数字化是信怠化社会的一大特征,数字信号处理器则是数字信息处理系统的关键器件之一。目前,数字信号处理器已经通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件,被誉为信息社会革命的旗手。数字信号处理器将是未来集成电路中发展最快的电子产品,将成为电子产数字信号处理器的产生及发展历程任何通信与信息系统都离不开对信息的分析、变换、综合、识别等过程。并且提出:根据采样定理,只要满足一定条件,连续的模拟信号就可以无失真信号通过数模变换、滤波后可重新转换为模拟信号⋯。这就为数字信号处理奠与模拟信号处理相比,数字信号处理有很大的优越性”渗透到科学研究、技术开发、工业生产以及国防和国民经济的方方面面,成为品更新换代的决定性因素。从嗄昵胺⒚鞯缁啊⑽尴叩缰掌穑藕糯硎侄尉鸵丫J加τ谩O质世界的信息总是携带于模拟信号之中,在计算机发明以前,信息处理都采用模拟的方法。直到世纪年代后期,维纳和香农从理论上创立了信息科学,地转换为离散信号,再通过模数变换器得到很精确的数字信号,处理过的数字ǘ雀撸耗D獾缏分性F骷木ǘ纫4锏R陨鲜潜冉侠训模字系统位字长就可以达到‘木ǘ取榛钚源螅耗D庑藕糯碜爸靡坏┎问《ň筒灰赘谋洌窒低车定了理论基础。参数是可调的,甚至还可以具有可编程和自适应的能力。体系结构的改进⋯⋯⋯.流水线效率的进一步提高中国科学技术大学硕士学位论文⋯.⋯一
路,所以其故障率远比采用分立元件的模拟系统低。到了年代后期,数字信号处理技术开始在军事和尖端技术领域应用,但从年代起,数字信号处理技术开始商用。但是,对语音和视频这一类频带较宽的信号进行复杂的实时处理,依靠当时的计算机难度很大。即使今天超过时钟频率的奔腾计算机要进行复杂的实时处理也很困难,并且适用于于是,年出现了一种专门用作实时数字信号处理的单片可编程数字信号处号处理算法的处理能力。年,美国公司推出了第一代数字信号处理器活编程开发的要求,这时的数字信号处理器已成为一种专用的微处理器,能够遵照摩尔定律,生产工艺由最初的成规模得到极大的提高。运算能力也由岣叩较衷诓捎贸ぶ噶钭煽啃院茫菏窒低持挥小”和“绷礁鲂藕诺缙剑虼耸芪露取⒒境以及噪声等的影响比模拟系统要小。加上数字系统大多采用超大规模集成电煞奖恪J中藕糯硐低持械氖植考懈叨鹊墓娣缎浴R子谥赜和大规模集成。上世纪年代到年代初期,数字信号处理技术只局限于在大学里借助计算机进行理论性研究,”。数字信号处理技术的出现极大地提升了人类对信息的分析能力。当时的数字信号处理系统仍然由分立元件组成。机的通用奶寤⒅亓俊⒐亩疾皇屎献龀杀阈交蚴殖质降氖植贰理器芯片。针对数字信号处理算法中应用最多的衷怂卷积运算、相关运算、变换运算和级数运算卸即罅堪绞喑撕笄蠛偷耐ㄓ迷怂阈问降奶点,该处理器专门设置了乘法累加器结构,从硬件上实现了乘法器和累加器的并发工作,可在单周