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在工业领域，dsp将要被arm淘汰了？arm dsp才是更优解？
2022/05/16
业界部分开发者当中，曾经有着dsp(数字信号处理器)将要被arm淘汰的流言。那么，dsp真的要被时代抛弃了吗？暂且让我们先来盘一盘dsp的特点与优势吧。
图 1 c66x dsp结构框图
(1) dsp芯片一般采用的是哈佛结构(havard structure)，可同时对数据和程序进行寻址，大大提高了数据处理能力，非常适合于实时信号处理。ti公司的dsp芯片结构是改进的哈佛结构，改进之处是在数据总线和程序总线之间进行局部的交叉连接，使得允许数据存放在程序存储器中，并被算术运算指令直接使用，增强了芯片的灵活性。
(2) dsp拥有专门的指令集，主要是专门针对数字信号处理的，如通讯和多媒体处理。
(3) dsp采用专用的硬件乘法器以及快速的指令周期，它可在一个指令周期中同时完成一次乘法和一次加法，这非常适合快速傅立叶变换的需求。目前ti公司的c6000系列的c66x dsp处理器工作主频可高达1.25ghz。
(4) 浮点运算dsp比定点运算dsp的动态范围要大很多。定点dsp的字长每增加1bit，动态范围过大6db，32bit浮点运动dsp的动态范围可做到1536db，不仅大大扩大了动态范围，提高了运算精度，还大大节省了运算时间和存储空间，为复杂算法的实时处理提供了保证。目前ti公司的c6000系列的c66x dsp处理器的浮点可高达22.4gflops。
可以看到，以上dsp优势是arm所不擅长的。在面对一些需要高速复杂的运算场景，dsp仍然拥有不可替代作用，特别是精密数控系统、机器人控制系统、测试测量仪器、能源电力监测、电力电子技术、音视频处理等工业应用领域。
面对这些复杂的应用场景，既需要arm的强大综合处理能力，又需要dsp的强大数字信号处理能力，因此arm dsp也成为了工业领域很多产品的经典架构。而不是部分开发者所认为的arm即将淘汰dsp，其实dsp一般都已经和arm架构融合到一个soc处理器中，各自发挥各自的优势，此时的dsp也更类似arm的一个协处理器。
ti从2000年开始一直不断推出arm dsp架构soc处理器，从以往的dm6446、dm3730、omapl138，到最新的am5728、am5708，每一款处理器都在工业应用领域大放光彩，成为众多工业客户的首选处理器。
下面详细介绍下ti最新arm dsp处理器am5708/am5728，它们分别由arm cortex-a15 浮点dsp c66x构成。
芯片硬件资源对比
表 1
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am5728 |
am5708 |
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2x arm cortex-a15，主频1.5ghz |
1x arm cortex-a15，主频1ghz |
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2x dsp c66x，主频750mhz，支持浮点运算 |
1x dsp c66x，主频750mhz，支持浮点运算 |
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2x ipu(image processing unit)，每个ipu子系统含2个arm cortex-m4核心，共4个arm cortex-m4核心 |
2x ipu(image processing unit)，每个ipu子系统含2个arm cortex-m4核心，共4个arm cortex-m4核心 |
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2x pru-icss，每个pru-icss子系统含2个pru(programmable real-time unit)核心，共4个pru核心 |
2x pru-icss，每个pru-icss子系统含2个pru(programmable real-time unit)核心，共4个pru核心，支持ethercat等协议 |
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1x iva-hd video codec，支持1路1080p60 h.264视频硬件编解码 |
1x iva-hd video codec，支持1路1080p60 h.264视频硬件编解码 |
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2x sgx544 3d gpu图形加速器 |
1x sgx544 3d gpu图形加速器 |
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1x gc320 2d图形加速器 |
1x gc320 2d图形加速器 |
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2.5mbyte on-chip memory |
512kbyte on-chip shared memory |
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3x vip(video input ports)，支持8路1080p60视频输入 |
1x vip(video input ports)，支持4路1080p60视频输入 |
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不支持mipi |
1x mipi csi-2(camera serial interface 2) |
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1x tv output，支持hdmi/dpi 1080p60 |
1x tv output，支持hdmi/dpi 1080p60 |
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3x lcd output |
2x lcd output |
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3x ehrpwm |
3x ehrpwm |
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3x ecap |
3x ecap |
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3x eqep |
3x eqep |
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1x nmi |
1x nmi |
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1x pcie gen2，支持一个双通道端口，或两个单通道端口，每通道最高通信速率5gbps |
1x pcie gen2，支持一个双通道端口，或两个单通道端口，每通道最高通信速率5gbps |
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1x usb 2.0 |
1x usb 2.0 |
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1x usb 3.0 |
1x usb 3.0 |
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2x 10/100/1000m ethernet |
2x 10/100/1000m ethernet |
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3x mmc/sd/sdio |
3x emmc/sd/sdio |
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10x uart |
10x uart |
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1x jtag |
1x jtag |
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2x watchdog |
2x watchdog |
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1x sata |
不支持sata |
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1x gpmc |
1x gpmc，支持8个片选信号 |
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5x i2c |
5x i2c |
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2x dcan |
2x dcan |
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8x mcasp |
8x mcasp |
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1x qspi |
1x qspi |
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4x spi |
4x spi |
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核心板满负载功耗：10.1w |
核心板满负载功耗：5.1w |
创龙科技基于am5708、am5728设计的两款工业评估板tl570x-evm、tl5728-easyevm，由核心板和评估底板组成。核心板经过专业的pcb layout和高低温测试验证，稳定可靠，可满足运动控制、工业pc、机器视觉、智能电力、视频监测等工业应用环境。
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