C54与C55异同及语音中应用
0赞通信技术发展日新月异,各种新的通信技术不断应用到日常生活中,改变着人们的沟通方式。语音信号处理自然而然成为数字信号处理中的一个重点研究领域。至今已经形成了包括语音增强、语音识别、语音通信等多个研究方向。采用DSP进行语音信号处理成为语音通信工作的一个重要方面。
语音技术和DSP技术的发展进一步带动了消费类电子,特别是移动通讯中的手机、数码相机等的发展。高端的DSP芯片由于它的高性能,逐步在移动通讯的基站中得到应用。目前语音技术研究的热点是如何在高的听觉效果下,实现更低速率的语音编码,以扩大移动系统的通信容量。
近十年来,语音编码技术取得了突破性的进展,ITU等陆续通过了一系列低码率的电话频带语音编码标准。由参数编码和波形编码结合的混合编码方式即分析-合成编码,可在获得较好音质的同时有效降低编码率,其中最具有代表性的是线性预测编码(LPC)和码激励线性预测编码(CELP)。这种编码方式能在4~16 kbit/s的中低编码速率上得到高质量的重建语音。但其算法复杂,对处理器的运算速度要求很高。自从20世纪80年代以来,国际上一些著名的通信研究机构和大学院校大力开展了这种高质量低码率编码技术的研究,一些算法迅速走向成熟,随着DSP技术的发展,这些成果得到了广泛应用。DSP技术已广泛应用于通信领域。近几年,DSP芯片应用软件和系统迅猛发展,每年以40%迅速增长。在通信与网络设备方面产品包括:呼叫处理系统、语音信箱系统、音频/语音处理系统、高速调制/解调器、卫星调制/解调器、综合业务数字网、远程访问集线器、网络计算机系统、语音识别与合成系统等。由于可编程DSP的灵活性和不断增强的运算能力,将使其应用到许多目前尚未涉及的领域,整个市场前景十分可观。
C55x与C54x比较
C54x系列是针对低功耗、高性能的高速实时信号处理而专门设计的定点DSP,广泛应用于无线通信系统中,它的CPU具有下列特征:
⑴ 采用改进的哈佛结构,一条程序总线(PB)、三条数据总线(CB、DB、EB)和四条地址总线(PAB、CAB、DAB、EAB);
⑵40bit的算术逻辑单元(ALU)以及一个40bit的移位器和两个40bit的累加器(A、B),支持32bit或双16bit的运算。
⑶17bit×17bit的硬件乘法器和一个40bit专用加法器的组合(MAC)可以在一个周期内完成乘加运算;
⑷ 比较、选择和存储等单元能够加速维特比译码的执行。
⑸ 专用的指数编码器(EXP encoder)能够在一个周期内完成累加器中40bit数值的指数运算。
⑹单独的数据地址产生单元(DAGEN)和程序地址(PAGEN)产生单元,能够同时进行三个读操作和一个些操作。
C55x通过增加功能单元,与C54x相比,其综合性能提高了5倍,而功耗仅为C54x的1/6。C55x采用变长指令以提高代码效率,增强并行机制以提高循环效率,不仅仅增加了硬件资源,也优化了资源的管理,所以性能得到了大大的提高,其处理能力可达400~800MIPS。C55x在CPU的功能单元方面作了如下扩展:
⑴ 总线增加了两条,一条读操作线(BB),一条写操作线(FB);
⑵ 乘加单元(MAC)增加了一个;
⑶ 增加了一个16bit的ALU;
⑷ 将累加器增至4个,即AC0、AC1、AC2和AC3;
