20世紀(jì)70年代以來，從單個(gè)芯片中放置的晶體管數(shù)量來看9半導(dǎo)體工業(yè)經(jīng)歷了幾何級(jí)增長(zhǎng)。這種高密度、深亞微米制造能力的一個(gè)主要受益者是DSP。例如，德州儀器的TMS320系列DSP處理器（DSP pPS）已經(jīng)從初的定點(diǎn)版本（TMS320CIO）順理成章地演變?yōu)槿缃竦陌罅扛↑c(diǎn)和VLIW的多處理器器件。所有這些解決方案的是MAC操作的運(yùn)用，MAC用于在實(shí)數(shù)或復(fù)數(shù)域計(jì)算乘積之和（例如，卷積、相關(guān)和變換）?；綧AC的一個(gè)變種是矢量SAXPY（Scalar=AX Plus Y）運(yùn)算。SAXPY算法具有從1維到M維的配置形式，可用于線性和非線性的運(yùn)算。

　　通用處理器經(jīng)常采用Von Neumann結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的特征是使用單塊存儲(chǔ)器，如圖1所示。Vc）n Neumann機(jī)曾經(jīng)極為流行，促成了許多重要的通用計(jì)算機(jī)革新以及獲得巨大商業(yè)成功的系統(tǒng)。不過在早期，占主流的結(jié)構(gòu)是所謂的Harvard結(jié)構(gòu)，如今越來越多的DSP處理器設(shè)計(jì)者開始重新認(rèn)識(shí)這種設(shè)計(jì)模式。采用Harvard結(jié)構(gòu)的機(jī)器為系統(tǒng)的不同部分設(shè)計(jì)專門的總線（比如，存儲(chǔ)器總線、指令總線、Lo總線等），如圖1所示。

　　DSP處理器的設(shè)計(jì)者

　　們認(rèn)識(shí)到，對(duì)于包含高度重復(fù)的乘－累加（MAC）運(yùn)算的DSP算法，Harvard結(jié)構(gòu)具有增效作用，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用支持直接存儲(chǔ)訪問的Harvard結(jié)構(gòu)可以加速這類運(yùn)算。近關(guān)于Harvard結(jié)構(gòu)的描述中引人了附加的指令緩沖層以及與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間的高帶寬I/O端口，如圖1所示。

　　圖1  可選結(jié)構(gòu)

　　盡管DSP結(jié)構(gòu)存在很多不同，但在區(qū)分它們時(shí)，更多的是依據(jù)它們預(yù)期要服務(wù)的市場(chǎng)。暫不論其中的細(xì)節(jié)，期望DSP處理器具備的特性包括以下幾點(diǎn)：

　?、俑咚惴ㄐ阅埽３ＯＭ瑪U(kuò)展的乘法器和運(yùn)算單元。

　　②處理器硬件能攴持1~2種數(shù)據(jù)類型。

　　③有限的高速數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器。

　　④無硬件內(nèi)存管理。

　?、莶魂烦钟布舷挛墓芾恚ㄈ蝿?wù)切換）。

　?、尥饴兜牧魉€。

　?、呖深A(yù)測(cè)的指令執(zhí)行時(shí)間。

　?、嘤邢薮鎯?chǔ)器文件，而不提供專用寄存器。

　?。ā欤恢噶罴痗

　?、庠鰪?qiáng)的內(nèi)存尋址模式。

　?、庋b配有快速RAM、ROM和DMA。

　　設(shè)計(jì)DSP信號(hào)處理器所基于的假設(shè)與通用處理器不同。首先，數(shù)字信號(hào)處理器的操作對(duì)象一般是數(shù)組而是標(biāo)量，囚而通用RISC中的標(biāo)量載人－存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)在這里并不是必須的?；跀?shù)字信號(hào)處理器的軟件開發(fā)成本也不同于通用處理器的情況。數(shù)字信號(hào)處理問題的規(guī)模從算法上看相對(duì)較小，例如與字處理器相比。在很多情況下，通過一些額外的軟件工程上的努力，可以使得速度較慢但成本較低的數(shù)字信號(hào)處理器可用，這在經(jīng)濟(jì)上具有吸引力。對(duì)于能賣出上百萬數(shù)量的產(chǎn)品，即便單個(gè)的制造成本只能省很少的錢，但總的投資回報(bào)仍然很可觀。這個(gè)事實(shí)表現(xiàn)為DSP解決方案往往需要極力進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，這導(dǎo)致了一個(gè)結(jié)果，即基于數(shù)字信號(hào)處理器的多數(shù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木幊淌怯脜R編語言完成的，而不是語言（HLL）盡管使用語言正變得越來越流行。

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