【導讀】數字信號處理可以為各種產品和應用添加有價值的功能。即使是受成本、外形尺寸或進度限製的設計也可以輕鬆融入 DSP 的優勢，因為現在工程師可以訪問大量的庫代碼、示例項目和高性能處理器，這些處理器既便宜又相對用戶友好。

本文討論當您需要 MCU 充當係統控製器和數字信號處理器時應尋找的功能。

數字信號處理可以為各種產品和應用添加有價值的功能。即使是受成本、外形尺寸或進度限製的設計也可以輕鬆融入 DSP 的優勢，因為現在工程師可以訪問大量的庫代碼
、示例項目和高性能處理器，這些處理器既便宜又相對用戶友好。

真正的數字信號處理器（例如 Texas Instruments 的 C5000 係列或 Analog Devices 的 SHARC 係列）可能是一種令人生畏的設備。我主要使用德州儀器 (TI) 的 DSP
，總(zong)體(ti)而(er)言(yan)，這(zhe)次(ci)體(ti)驗(yan)非(fei)常(chang)高(gao)效(xiao)且(qie)令(ling)人(ren)滿(man)意(yi)。然(ran)而(er)，在(zai)那(na)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，我(wo)不(bu)必(bi)設(she)計(ji)電(dian)路(lu)板(ban)，我(wo)也(ye)不(bu)喜(xi)歡(huan)嚐(chang)試(shi)調(tiao)試(shi)奇(qi)怪(guai)的(de)係(xi)統(tong)崩(beng)潰(kui)和(he)了(le)解(jie)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)細(xi)節(jie)的(de)過(guo)程(cheng)。

毫無疑問，某些計算密集型 DSP 任務將需要真正的數字信號處理器甚至 FPGA。不過，在許多應用中，正確選擇微控製器就足夠了，這也是事實。本文討論了當您想要確保您的 MCU 擁有充足的 DSP 功能時需要關注的特性和功能。

8 位
、16 位還是 32 位
？

這個問題並不像您想象的那麼簡單。一般來說
，16 位和 32 位器件更適合 DSP 應用。數字信號處理涉及通常會產生大量數字的數學過程，並且您需要一個可以直接操作這些大數的處理器。

然而，8 位處理本質上並不是壞事
，如果您知道將處理有限範圍的數字值，那麼 8 位微控製器可能是一個不錯的選擇。

此外，工程師通常沒有時間或意願去研究處理器的低級細節，因此很難在指定的位寬和實際計算效率之間建立清晰的聯係。例如

，“32 位微控製器”是否有 32 位寄存器？32 位ALU
？32位地址總線
？32位通信接口？“32 位”到底是什麼意思？這些細節可能會影響您的決定，特別是如果您希望主要處理不需要所有這些額外位的小數字。

這種現代化的 8 位架構由 Silicon Labs 開發（圖表取自本文檔）。他們警告不要假設 16 位或 32 位設備將始終優於 8 位設備。

時鍾速度

weikongzhiqideshizhongpinlvwuyishiqizuoweishuzixinhaochuliqideyoudiandelianghaozhibiao。danshi，lejiemeimiaoshizhongzhouqihemeimiaozhilingshuzhijiandequbiezhiguanzhongyao。chuliqitongguozhixingzhilinglaiwanchengDSP任務，因此其性能受到時鍾頻率和執行指令所需的時鍾周期數的影響。

不(bu)幸(xing)的(de)是(shi)，這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)很(hen)快(kuai)就(jiu)變(bian)得(de)相(xiang)當(dang)複(fu)雜(za)。一(yi)條(tiao)指(zhi)令(ling)所(suo)需(xu)的(de)時(shi)鍾(zhong)周(zhou)期(qi)數(shu)因(yin)一(yi)條(tiao)指(zhi)令(ling)而(er)異(yi)，而(er)每(mei)條(tiao)指(zhi)令(ling)的(de)平(ping)均(jun)時(shi)鍾(zhong)周(zhou)期(qi)數(shu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)流(liu)水(shui)線(xian)架(jia)構(gou)來(lai)減(jian)少(shao)。然(ran)後(hou)，您(nin)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)“每條指令的功能”量
，即微控製器 A 可能隻需要一條指令來完成在微控製器 B 上需要多條指令的操作。

該圖傳達了流水線處理器的概念。請參閱這篇文章了解更多信息。科林 ML 伯內特[ CC-BY-SA-3.0 ]。

以下是我的簡短建議：如(ru)果(guo)您(nin)要(yao)比(bi)較(jiao)同(tong)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)設(she)備(bei)，請(qing)選(xuan)擇(ze)更(geng)高(gao)的(de)時(shi)鍾(zhong)頻(pin)率(lv)。如(ru)果(guo)您(nin)要(yao)比(bi)較(jiao)具(ju)有(you)主(zhu)要(yao)架(jia)構(gou)差(cha)異(yi)的(de)設(she)備(bei)，請(qing)嚐(chang)試(shi)找(zhao)到(dao)一(yi)個(ge)可(ke)靠(kao)的(de)規(gui)格(ge)來(lai)指(zhi)示(shi)指(zhi)令(ling)執(zhi)行(xing)速(su)率(lv)（表示為 MIPS，每秒數百萬條指令）或每條指令的平均時鍾周期數。

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