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单片机与DSP结合的dsPIC芯片

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍一款结合16位单片机控制特点和DSP高速运算优点的新型芯片——dsPIC,对比分析它与PIC16F87X系列单片机之间结构功能的差异。

    关键词:单片机 PIC DSP dsPIC

微电子技术大规模甚至超大规模集成电路技术的发展日新月异,计算机芯片技术获得了高速发展。构成这样单片机,亦是不断更新换代,朝着高速化、通用化、不断专用化和提高性价比以及模拟/数字混合集成等方向发展。

熟悉单片机的用户,对于PIC已不再陌生了。由美国Microchip公司推出的PIC系列单片机产品,采用了RISC结构,不但解决了传统冯·诺依曼结构单片机的“瓶颈”问题,并以高速度、低电压、低功耗、大电流驱动能力和低价位OTP及Flash技术等特点,使其从众多同类单片机产品中脱颖而出,成为世界上8位微控制器中最有影响力的主流嵌入式控制器之一。

PIC系列单片机在市场逐渐站稳脚跟之后,Microchip公司又推出了性价比介于16位单片机、32位单片机及DSP中低档机之间的dsPIC芯片。

1 dsPIC的产生

目前,在自动检测、控制等领域正掀起应用DSP的热潮。DSP(Digital Signal Processor)即数字信号处理器,是在数字信号处理的各种理论和算法的基础上发展起来的,用于完成各种实时数字信息的处理。20世纪80年代初,随着微电子技术的展,DSP就应运而生了。DSP器件的出现,使得各种数字信号处理的算法得到了实现。DSP器件不但使数字信号处理得到了实际应用,而且还拓宽到了系统控制领域,从而诞生了一大批新型的电子产品。DSP技术的迅速普及,也为今天的信息高速公路建设奠定了基础。

DSP器件的数字信号处理大致有如下特点:①可程控,可以只设计一个硬件配置,然后设计各种软件来执行多样的信号处理任务;②稳定性好,没有时漂、温漂;③可重复性好,无论多少台计算机去计算同一序列的和,都会提供一模一样的结果;④易于实现自适应算法;⑤基于大规模的集成电路。

这样就不难看出,单片机和DSP各有特点。前者控制功能强,后者数字信号处理能力强,因而,将高性能16位单片机加上DSP功能,就产生了dsPIC芯片。DsPIC是一种将单片机的特征同数字信号处理器(DSP)的能力结构在一起的器件。它在异步事件处理能力、精密仿真、常见的开发环境以及外围部件等方面都表现出DSP强大的性能。

为了缩小单片机同DSP之间的性能差异,使客户能方便地将单片机的功能转移到DSP上,Microchip公司推出了dsPIC。目前推出的产品主要有dsPIC30FXXX系列。考虑到DSP和单片的内部区别,dsPIC器件将高性能16位单片机的控制特点和DSP高速运算的优点相结合,为嵌入式系统设计提供了适合的,单芯片、单指令流的解决方案。它消除了目前类似设计中所需求的额外组成部分,从而减小了印制板空间,也降低了系统成本dsPIC30FXXX高性能单片要同系列可以应用于非常广阔的范围,包括马达控制、因特网接入器件、汽车产品、功能电路、数字应答机、低速软件调制解调器、线卡、POS终端、自动售货机、生物测定安全装置、不间断电源、电源管理和自然语音输入/输出等等。

由于dsPIC兼容了单片机和DSP芯片这两类产品的优点,因此它具有下列特点:

*丰富的外围部件;

*完整的DSP引擎;

*改进的中断能力;

*Flash存储器,灵活的重编程能力;

*强大的开发环境;

*引脚数少;

*使用优化的高级语言;

*方便PIC系列单片机用户移植现有的代码;

*熟悉的类似单片机的用户开发平台。

此外,dsPIC还可以支持4M×24位的可寻址Flash程序存储体,以及32K×16位的数据存储空间。相对于其它许多单片机的5V供电及DSP的3.3V供电,dsPIC的供电电压是2.5~5.5V。

图1 dsPIC芯片内部结构图

2 dsPIC30F与PIC16F87

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