一种高性能多DSP互连技术设计和实现

　　前言

　　数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。

　　在多DSP系统中，互连技术连接DSP、接口及其他处理器，一起构成系统的静态体系结构，是数据传输的中间介质的总和。互连技术传输代表计算任务、结果或状态控制信息的数据流，使接口与DSP中的算法模块通过数据流动态地连接起来，整合成分工协作的有机整体。

　　已经有一些对多DSP并行系统互连技，但还不够全面而且没有反映高性能DSP互连技术的最新进展。因此，本文以世界主流公司的典型高性能DSP产品为例，全面总结概括高性能DSP的互连接口技术及其发展，对其互连特性进行总结和归纳分类，在此基础上全面总结给出并行信号处理系统中多DSP互连设计的总体设计考虑和实际经验。

　　高性能DSP互连接口技术及其发展

　　DSP芯片，也称数字信号处理器， 是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。

　　多DSP系统的互连以DSP自身接口为基础，下面以TI、ADI和Freescale三家公司的高性能DSP为例系统概括现有的DSP互连接口，见表1。

　　现有DSP的互连接口在物理层和传输控制上的特性是选择使用互连技术的基础，表2是对表1中所有的DSP互连接口的互连特性的总结。

　　目前有一些新型的DSP本身提供了一个对外的PCI接口，如TMS320C6205、C6415、C6416,这个PCI接口和HPI接口复用。当采用这些DSP构成互连系统时，可直接通过PCI总线把多个带有PCI接口的DSP和带有PCI接口的主处理器互连起来，主处理器通过PCI总线控制各个DSP,各个DSP之间、DSP和主处理器之间可通过PCI总线传输数据。

　　可以看出，在越来越高的传输速率需求的推动下，高性能DSP互连接口在物理层技术的主要发展趋势是：从高电压摆幅→低电压摆幅，从单端信号→差分信号;从并行总线→串行信号线;从收发异步→收发外同步→源同步→串行码流中嵌入时钟的串行器/解串行器(SerDes);从半双工→全双工;从多点分时共享总线→点-点的专用互连;最终使接口传输速率从几十Mbps发展到目前的10Gbps。