1　前　言

　　數字信號處理器(DSP器件)廣泛應用于語音處理、圖形/圖像處理、雷達、聲納、醫學信號處理等實時處理領域。隨著DSP應用的日益普及，DSP的選型越來越重要。目前TI公司的TMS320系列和AD公司的ADSP2100系列占據了較大的市場分額，我們對這兩大系列中目前國內應用很廣的ADSP2101和TMS320C25作了一些比較，從中可看出ADSP2100和TMS320系列在實現數字信號處理任務(DSP運算)上的差異，供讀者器件選型時參考。

　　DSP器件由于指令系統的互不兼容，因而不能僅僅由MIPS值的大小決定不同DSP器件的性能。DSP運算要求DSP器件提供快速有效的指令系統，高速實現DSP算法。從應用角度看，DSP器件應該具有以下特性：

　　．功能強大的中央運算單元(CALU)

　　DSP器件的運算功能是由CALU完成的，CALU必須提供單周期的乘法、乘法累加、任意位的移位功能，以及其它標準數學運算。

　　．有效的操作數獲取

　　操作數獲取是DSP運算的前提，DSP必須提供靈活的尋址方式(包括FFT需要的位反向尋址)，對于二元運算，應該實現兩個操作數的單周期獲取。

　　．靈活的程序流控制

　　DSP器件多用于密集計算領域，因而必須提供靈活的程序流控制，提供中斷和函數調用，支持分支處理和條件跳轉，以避免DSP算法的重新編排。

2　CALU結構的比較

　　ADSP2101和TMS320C25均提供了硬件乘法單元，可以完成單周期乘法指令。

　　圖1是ADSP2101 CALU的邏輯框圖，圖2是TMS320C25 CALU邏輯框圖。

圖1　ADSP2101 CALU的邏輯框圖

圖2　TMS320C25 CALU邏輯框圖

2.1　ADSP2101的CALU

　　ADSP2101包括三個獨立的全功能硬件單元：一個16位算術/邏輯單元(ALU)、一個32位乘法累加器(MAC)和一個32位桶形移位器(SHIFTER)，體系結構為并行結構，應用并行處理技術加快程序的執行。可以在一個處理器周期內完成乘法、乘累加運算和加法及移位運算。

2.2　TMS320C25的CALU

　　TMS320C25的CALU由一個32位算術邏輯單元(ALU)、一個32位的累加器(ACC)、一個16位乘法器(MUL)和一個16位移位器組成，同時乘法器和累加器內部各包含了一個輸出移位器。體系結構為串行體系，應用流水線技術加快程序的執行。可以在一周內完成乘法、加法、移位運算。可以實現單周期乘累加運算(僅限于MAC、MACD、MADD、MADS指令)。

3　操作數獲取

　　ADSP2105和TMS320C25采用改進的Harvard結構體系，即相互獨立的數據總線和程序總線，提供了片內程序存儲器和數據存儲器，二元操作的兩個操作數可以分別來自程序存儲器和數據存儲器。數據總線和程序總線在片外轉換為地址總線和數據總線。

3.1　ADSP2101的操作數獲取

　　2101的運算單元為并行結構，可以同時獲取片內程序存儲器和數據存儲器的操作數，還可以通過R總線獲取其它運算單元的運算結果，有效地保證了運算的連續性。2101還提供了地址自動修正功能，適于處理數據序列。

3.2　TMS320C25的操作數獲取

　　C25的運算單元為串行結構，ALU與數據總線和程序總線無直接通路，數據必須通過移位器到達ALU，并且ALU的一個操作數必須從ACC獲取；MAC單元可以獲取程序存儲器或數據存儲器的操作數，但其中一個操作數從TREG寄存器獲取。各運算單元的輸入輸出有對應關系，數據流向受一定限制，執行某些DSP運算時，操作數獲取會影響執行效率。

4　程序控制

　　ADSP2101和TMS320C25均實現了函數和中斷調用，支持程序跳轉和分支處理。

4.1　ADSP2101的程序控制

　　2101支持零開銷循環，支持4級循環嵌套；2101支持條件指令，程序運行時不需借助條件跳轉語句即可實現條件處理；2101支持函數和中斷調用，中斷或函數調用發生時，自動保存處理器狀態。

4.2　TMS320C25的程序控制

　　C25支持循環結構，循環開銷取決于指令流水線狀態；C25支持條件跳轉和分支處理；C25支持函數和中斷調用，函數或中斷調用發生時，自動將當前程序指針壓棧。

5　總　結

　　ADSP2101和TMS320C25都是典型的DSP器件，應用于數字信號處理領域時，都可獲得較好的處理能力的較高的運算速度。將本文的比較結果列在表1中。

　　需要指出的是ADSP2101由于時間上比TMS320C25晚，所以采用了某些新技術，個別方面性能更突出一些。

6　參考文獻

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