消費(fèi)性產(chǎn)品與通訊產(chǎn)品都要能支援高運(yùn)算量和資料轉(zhuǎn)換的功能。這些產(chǎn)品對(duì)體積大小和耗電量的要求很嚴(yán)格，而數(shù)位訊號(hào)處理器（DSP），就是這些產(chǎn)品最核心的部份。為了支援這些產(chǎn)品的需求和應(yīng)用，DSP應(yīng)該是可程式化的、可設(shè)定的和可擴(kuò)充的。因此高速可設(shè)定式DSP因此應(yīng)運(yùn)而生，它非常適合應(yīng)用在需要高效能、低功率且可以彈性設(shè)計(jì)的消費(fèi)性產(chǎn)品和通訊產(chǎn)品上。 消費(fèi)性產(chǎn)品與通訊產(chǎn)品，基本上都要能支援高運(yùn)算量和資料轉(zhuǎn)換（transformation）的功能。例如：視訊影像的編碼與解碼、聲音的壓縮與解壓縮，或者影像資料的處理及壓縮、語音的播放以及通訊頻道的編解碼等應(yīng)用。
這些產(chǎn)品對(duì)體積大小和耗電量的要求很嚴(yán)格，而且要求能針對(duì)特定的規(guī)格提供最佳的支援。而所謂特定的規(guī)格就是指產(chǎn)品的應(yīng)用功能。例如：手提式視訊裝置需要低功率和低成本，但影像品質(zhì)并不高；不過，視訊廣播市場(chǎng)所需要的視訊產(chǎn)品，則必須是高畫質(zhì)的，且其運(yùn)算處理效能一定要高。
此外，目前許多產(chǎn)品都必須同時(shí)支援多種應(yīng)用項(xiàng)目，或必須支援具有多種格式（format）的單一應(yīng)用。譬如：只支援MPEG2的視訊產(chǎn)品，將必須同時(shí)支持MPEG4、H26L、MSWM和其它視訊標(biāo)準(zhǔn)；而WLAN通訊裝置除了要支援802.11的不同版本標(biāo)準(zhǔn)以外，有時(shí)還得支援其它的無線電標(biāo)準(zhǔn)。
而數(shù)位訊號(hào)處理器（digital signal processing；DSP），就是這些產(chǎn)品最核心的部份，負(fù)責(zé)處理那些需要大量運(yùn)算的資料。為了有效地支援這些產(chǎn)品的需求和應(yīng)用，DSP應(yīng)該是可程式化的（programmable）、可設(shè)定的（configurable/reconfigurable）和可擴(kuò)充的（scalable）。高速的可設(shè)定式DSP因此應(yīng)運(yùn)而生，它非常適合應(yīng)用在需要高效能、低功率且可以彈性設(shè)計(jì)的消費(fèi)性產(chǎn)品和通訊產(chǎn)品上。
高速可設(shè)定式DSP的設(shè)計(jì)目的，簡(jiǎn)單說，就是要在單一的系統(tǒng)級(jí)單晶片（SoC）架構(gòu)下，支援許多種應(yīng)用和需求，而且使用者可以利用高階語言來開發(fā)。為了能盡早完成產(chǎn)品的開發(fā)工作，使產(chǎn)品能提早上市，這種新技術(shù)將是無法抵擋的趨勢(shì)。 必須了解的定義 有幾個(gè)定義必須先了解。首先，所謂「可程式化」，是指它可以處理指令，而不是指執(zhí)行固定的函式（function）。對(duì)DSP而言，指令可以來自于高階語言（C、Java、C++）的編譯器（compiler），也可以經(jīng)由手寫程式（組合語言）產(chǎn)生。這有別于傳統(tǒng)的DSP功能，因?yàn)榭稍O(shè)定式DSP具有類似中央處理器（CPU）的功能。其實(shí)，正如DSP的原名──「數(shù)位訊號(hào)處理器」，它本來就應(yīng)該是一種處理器；只不過，傳統(tǒng)的DSP并沒有將CPU核心納入架構(gòu)中，因此，「DSP只能執(zhí)行固定的函式」就變成了一種刻板印象。
所謂可設(shè)定式，是指可以使用一種或數(shù)種方法，將可設(shè)定式DSP修改成客戶想要的應(yīng)用功能。不過，這些修改必須在它變成硅晶之前，就得完成。
而可擴(kuò)充性，是指它可以增加或縮減功能，來支援不同種類的應(yīng)用需求。在大多數(shù)的情況下，是專指增加功能而言，這可以使它擁有數(shù)顆傳統(tǒng)DSP的功能。 基本特性
可設(shè)定式DSP最明顯的特性，就是能動(dòng)態(tài)地執(zhí)行最佳化作業(yè)。它以下列三種方式來強(qiáng)化運(yùn)算效能。
擴(kuò)充或縮小
藉由增加或減少DSP處理器里的可用資源，同一種應(yīng)用就可以具有不同等級(jí)的運(yùn)算效能。可擴(kuò)充性可以藉由增加單一DSP的資源，或者使用數(shù)個(gè)DSP核心來達(dá)成。不過，為了能完善地利用這些新增的資源，以提高運(yùn)算效能，還需要一個(gè)功能強(qiáng)大的編譯器來配合才行。如果沒有這種編譯器的協(xié)助，則可設(shè)定式DSP只會(huì)使應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)程增長(zhǎng)而已。
位置與混合
藉由改變資源的組成結(jié)構(gòu)（在不增加額外的資源之情況下），可設(shè)定式DSP可以依照不同的應(yīng)用需求，提供不同等級(jí)的效能。例如，暫存器的位置（必須防止它的資料爆滿溢出）會(huì)直接影響到程式運(yùn)算迴圈的效能。同樣地，功能強(qiáng)大的編譯器在這里也扮演著舉足輕重的角色。
自訂指令（custom instruction）
每一種應(yīng)用都具有一些特殊的運(yùn)算作業(yè)（數(shù)學(xué)的、工程的或其它），但并不是全部都適合DSP去執(zhí)行。因此，實(shí)際上，單一的DSP不可能包含所有的指令或運(yùn)算函式。而且，DSP廠商也無法事先就完全知道，所有客戶需要的全部運(yùn)算函式和指令。所以，為了提供彈性設(shè)計(jì)的方便性，可設(shè)定式DSP允許使用者可以將自己設(shè)計(jì)的指令置入此DSP中，以滿足客戶的需求。
除了提高運(yùn)算效能以外，可設(shè)定式DSP還必須支援功率和體積（成本）的最佳化。因?yàn)樾�、功率、體積三者是技術(shù)產(chǎn)品成敗的關(guān)鍵，所以可設(shè)定式DSP必須在指定的效能等級(jí)中，以程式求出最合適的耗電功率和體積大小。
可設(shè)定式DSP可以用比較少的時(shí)脈週期和邏輯電路，得到與傳統(tǒng)DSP同等級(jí)的效能，這是靠自訂指令來完成的。在可程式化方面，此種DSP具有下列兩個(gè)重要的功能。
指令的執(zhí)行
和一般的處理器一樣，可設(shè)定式DSP讀取和執(zhí)行指令串流或目標(biāo)碼（object code），以實(shí)現(xiàn)特定的應(yīng)用功能。這些功能包含支援多重標(biāo)準(zhǔn)或多重格式，甚至包括未知的新功能，或數(shù)目更多的格式。藉由撰寫和執(zhí)行新的指令，它就可以支援許多種不同的應(yīng)用功能，這是傳統(tǒng)DSP望塵莫及的。
高階語言
使用高階語言（C與Java）來設(shè)計(jì)處理器的程式，具有右列的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：程式設(shè)計(jì)者的生產(chǎn)力會(huì)提高（因?yàn)槿菀鬃珜懞万?yàn)證）、設(shè)計(jì)彈性高（因?yàn)槿菀鬃兏┘熬S護(hù)性高（因?yàn)槿菀壮e(cuò)和修改）。這些優(yōu)點(diǎn)是低階語言（組合語言）所沒有的。如果不使用高階語言來開發(fā)，則徒具可程式化功能的DSP就沒有價(jià)值了。不過，高階語言所帶來的便利性，其實(shí)是源自于高效率的編譯器與優(yōu)化程式（optimizer）。 基本單元
平行執(zhí)行單元（parallel execution unit）是可以視需要做增減調(diào)整的；也可以結(jié)合數(shù)個(gè)可設(shè)定式DSP核心，形成陣列的架構(gòu)一起工作。高速的可設(shè)定式DSP是「極長(zhǎng)指令字組（Very Long Instruction Word；VLIW）」的可程式化處理器。VLIW DSP的運(yùn)算速度是很驚人的，例如：TI于2004年2月推出的TMS320C64x DSP核心的時(shí)脈速率最高可達(dá)1GHz。
需要經(jīng)過數(shù)位訊號(hào)處理的應(yīng)用，其頻寬需求是非常高的。例如：簡(jiǎn)單的16與32位元的資料轉(zhuǎn)換，就需要進(jìn)行數(shù)百次的乘加運(yùn)算，再結(jié)合大量的資料流處理，因此，需要一個(gè)非常有效率的運(yùn)算平臺(tái)才行。
另一種可以使運(yùn)算速度加快的方法，就是盡可能同時(shí)執(zhí)行許多個(gè)運(yùn)算作業(yè)。VLIW處理器的功能正可以達(dá)到這個(gè)目的。因?yàn)槊恳粋�(gè)指令字組（instruction word）包含了許多個(gè)時(shí)槽（time slot），因此編譯器可以在每一個(gè)週期內(nèi)，指定許多個(gè)動(dòng)作，而且在每一個(gè)時(shí)槽里，執(zhí)行個(gè)別的動(dòng)作。其結(jié)果是，VLIW處理器就可以在一個(gè)週期內(nèi)，完成數(shù)個(gè)運(yùn)算作業(yè)。VLIW處理器特別適合應(yīng)用于數(shù)位訊號(hào)處理工作，因?yàn)镈SP的工作都是規(guī)律而重復(fù)的，幾乎不需要控制碼。
高速可設(shè)定式DSP具有數(shù)個(gè)類似「算數(shù)邏輯單元（ALU）」的結(jié)構(gòu)，稱作「計(jì)算單元（Computational Unit；CU）」，它們前后串接，并藉由「指令時(shí)槽（instruction slot）」控制每一個(gè)CU。當(dāng)兩個(gè)CU共用一個(gè)指令時(shí)槽時(shí)，就發(fā)生了「重疊」現(xiàn)象，此時(shí)不能進(jìn)行「同時(shí)作業(yè)」。不過，高速可設(shè)定式DSP允許CU混合不同的指令，并利用指令時(shí)槽，決定每一個(gè)週期內(nèi)的指令型態(tài)與數(shù)量。
在VLIW架構(gòu)中，指令字組包含了許多個(gè)時(shí)槽，每一個(gè)時(shí)槽各控制一個(gè)運(yùn)算作業(yè)。因此，藉由改變時(shí)槽或CU的數(shù)量，就可以增加或減少每週期所執(zhí)行的運(yùn)算數(shù)量。當(dāng)增加CU后，會(huì)使可用的混合資源改變，好讓編譯器能對(duì)平行作業(yè)（parallel operation）做出最好的排序（schedule）�！缚稍O(shè)定式」之名就來自于此。
典型的CU包含：算數(shù)運(yùn)算單元、乘加單元（MAC）、位移單元、計(jì)數(shù)器和其它指令處理指元。資料路徑（data path）大小一般是16或32位元，或兩者兼具；採(cǎi)固點(diǎn)或浮點(diǎn)運(yùn)算。大部份的CU還支援「單指令多資料（Single Instruction Multiple Data；SIMD）」運(yùn)算功能，可以處理位元組（byte）或半字組（half word）的資料，例如將平面空間的圓轉(zhuǎn)換成3D空間的圓（由多個(gè)三角形構(gòu)成）。
同樣的，記憶介面單元（Memory Interface Unit；MIU）也被指令時(shí)槽組織起來，并透過指令時(shí)槽決定讀取的時(shí)機(jī)。MIU支援資料存取和位址（address）生成。高速可設(shè)定式DSP支援16或32位元的位址空間（address space）。因?yàn)镸IU和CU一樣，都受指令時(shí)槽的控制，因此可以藉由改變時(shí)槽的數(shù)目，來變更可用的MIU數(shù)量。
和傳統(tǒng)處理器不同的是，可設(shè)定式DSP的暫存器（register）分散于各地，它不使用集中式的單一「暫存檔案（register file）」來管理。這會(huì)使得運(yùn)算結(jié)果的位置，比較靠近產(chǎn)生此結(jié)果的地方和應(yīng)用此結(jié)果的地方。同時(shí)，這也讓編譯器能更靈活地將資料配置到儲(chǔ)存的位置。這觀念類似RAM的隨機(jī)存取動(dòng)作。
「資料通訊區(qū)塊（data communication block）」可以讓資料在不同的儲(chǔ)存位址之間移動(dòng)，以及輸入到CU里。它包含了數(shù)個(gè)具有多工（MUX）功能的匯流排，并且受編譯器的控制。(圖一)是高速可設(shè)定式DSP的簡(jiǎn)易架構(gòu)。
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