媒體數(shù)字信號處理器的增強設計及應用研究.pdf

1、隨著媒體應用復雜度的不斷提高和產(chǎn)品上市時間的不斷縮短，如何快速有效地提高處理器性能已成為當前集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的一個嚴峻問題。由于時間、成本和可靠性等方面的嚴重制約，使得可重用性設計思想正越來越受到集成電路設計者的關注。對原有處理器的增強設計是可重用性設計思想的典型代表，這種設計方法無論是在時間、成本還是在可靠性等方面都明顯優(yōu)于重新設計的方法，明顯改善了芯片的可重用性。因此增強設計策略已成為當前業(yè)界和研究機構關注的熱點。 Medi

2、aDSP1601(簡稱MD1601)是由浙江大學信息與通信工程研究所設計的針對媒體應用的16位定點DSP。MD1601具有中等能力的運算性能，適合于中低復雜度的多媒體處理領域的應用，但是MD1601還有一些不足之處，這些缺陷大大制約了MD1601性能的提高，嚴重限制了MD1601應用的場合，因此對MD1601的增強設計是十分重要且必須的。 本文分析了影響DSP性能的關鍵點，提出通過增強處理器關鍵模塊、擴展專用指令和完善處理器程序

3、控制功能等三方面可以快速有效地提高DSP性能，具體設計方法為： 從MAC的結構設計出發(fā)，圍繞如何劃分和設計MAC結構以適應多流水DSP處理器設計要求展開論述，提出了多種MAC設計方案，并根據(jù)本文所要設計MAC的性能要求和功能特點，對各方案做出比較。本章提出的基于士AxB BOOTH編碼，舍入運算前置于MAC累加過程，24bitx8bit和16bitx8bit混合乘法的分裂式Wallace樹結構和符號位后置處理的MAC設計方法，滿

4、足了處理器要求，實現(xiàn)了和DSP流水線的最佳匹配，并達到了最佳的均衡效果和關鍵路徑最短的時延長度。 提出了MD1601的面向軟件算法的媒體數(shù)字信號處理器專用指令的軟/硬件協(xié)同設計策略，在這一策略指導下，通過對MD1601的比特流操作指令和DSP專用除法指令的設計，使MD1601的相關算法處理性能得到了明顯的提高，驗證了本文所提出的軟/硬件協(xié)同設計策略是切實可行的。 通過對μC/OS-Ⅱ運行機制的研究，分析得出基于DSP的μ