数字信号处理知识点
《如何为数字信号处理应用挑选微控制器》
各位朋友，你们好！本文旨在探讨在选择单片机作为系统控制器和数字信号处理器时，应该关注哪些特性。数字信号处理能够为各种产品和应用增添独特的功能价值。即使在受到成本、尺寸或时间限制的设计中，工程师也能借助丰富的库代码、示例项目和高性能处理器，轻松融入DSP的优势。
真正的数字信号处理器，如德州仪器公司的c5000系列或SHARC系列，功能强大但同时也可能让人望而生畏。我主要与德州仪器公司的数据服务提供者合作，总体上来说，这种合作富有成效且令人满意。我并不需要设计电路板，也不喜欢尝试调试系统崩溃或深入了解操作系统的细节。某些计算密集型的DSP任务确实需要真正的数字信号处理器，甚至FPGA。但在许多应用中，一个经过慎重选择的微控制器就已足够。本文将探讨在选择微控制器时，应重点关注哪些特性和能力，以确保其具备足够的DSP性能。
选择微控制器时，位数的问题并非想象中那么简单。16位和32位设备更适合DSP应用，因为数字信号处理涉及数算，需要处理器能够处理较大的数值。8位微控制器在某些限定数值范围内也可能是一个不错的选择。工程师在选择时，往往需要权衡位宽度与计算效率之间的关系。例如，32位微控制器是否真的具备32位寄存器、算术逻辑单元和地址总线？这些细节都可能影响决策。
现代8位体系结构的代表是由Silicon Labs开发的技术。他们提醒人们不要盲目认为16位或32位设备的性能一定优于8位设备。
在选择微控制器时，最大时钟频率是一个重要的参考指标。但它只是性能的一个方面。处理器的性能还受到每秒钟的时钟周期和每秒钟执行的指令数的影响。处理器的性能取决于多个因素，包括每条指令所需的时钟周期数、指令的功能等。在选择时，需要综合考虑这些因素。
定点与浮点之间的选择也是一个重要考量因素。“浮点”指的是数字表示方法中的一种，其中的小数点的位置可以浮动。对于数学密集型应用，浮点运算可能会更有优势。但并不是所有的微控制器都支持浮点运算。如果需要最大化数学性能同时保持在微控制器领域，可以考虑选择具备浮点协处理器的设备。市场上也有一些微控制器已经集成了浮点运算器处理器（FPU）。但在实际应用中，单独的FPU是否必要还需根据具体需求来判断。
