快速实现ARM和DSP的通信和协同工作(精)

基于双核ARM和DSP的通信接口驱动设计与实现研究摘要:随着市场对监控终端产品的需求越来越大,越来越多的人开始关注这个新兴产业,基于此,介绍了一种自行研究开发的基于ARM 和DSP双处理器芯片为硬件平台,在ARM处理器上采用了源代码公开的嵌入式Linux作为操作系统嵌入视频监控终端,详细分析该系统中两个处理器芯片DSP与ARM之间HPI数据传输模式和驱动接口,并结合实际出现的传输性能的问题进行了详细的分析和研究。

关键词:嵌入式ARM DSP 双核心HPI随着视频处理、计算机、通信、自动化控制等相关技术的不断发展,也随着社会环境的不断变化,出现了以数字化、智能化、网络化为主要特征的监控系统。

监控系统可以用于校园安全监控,考试监控,城市交通监控等方面,能够给人们带来良好的生活环境。

嵌入式视频监控系统主要是由采集部分,编码部分,传输部分,显示部分和控制部分组成[1]。

而基于ARM处理器的嵌入式系统以其自身资源丰富、功耗低、价格低廉、支持厂商众多的缘故,越来越多地应用在各种需要复杂控制和通信功能的嵌入式系统中。

作为数字处理专用电路,DSP的数字信号处理能力十分强大,但对诸如任务管理、通信、人机交互等功能的实现较为困难。

如果将这两者结合起来,即由DSP结合采样电路采集并处理信号,由ARM处理器作为平台,将经过DSP运算的结果发送给用户程序进行进一步处理,然后提供图形化友好的人机交互环境完成数据分析和网络传输等功能,就会最大限度的发挥两者所长[2]。

本文介绍了一种我们自行研究开发的基于双核ARM和DSP的嵌入式视频监控系统。

该系统ARM处理器采用的是Cirrus Logic公司的EP9315,DSP采用的是TI公司的TM320DM642。

这样既可以充分利用DSP强大的数据处理能力,又能发挥ARM处理器在控制方面的优势。

1 TMS320DM642的HPI接口在传统的单片机与主机进行接口时,需要外扩必要的硬件电路。

DSP与单片机的一种高速通信实现方案摘要：介绍了一种利用双口RAM实现DSP与单片机高速数据通信的方法，给出了它们之间的接口电路以及软件实现方案。

关键词：DSP；双口RAM；接口电路；数据通信1 引言数字信号处理器（DSP）是一种适合于实现各种数字信号处理运算的微处理器，具有下列主要结构特点：（1）采用改进型哈佛（Harvard）结构，具有独立的程序总线和数据总线，可同时访问指令和数据空间，允许实际在程序存储器和数据存储器之间进行传输；（2）支持流水线处理，处理器对每条指令的操作分为取指、译码、执行等几个阶段，在某一时刻同时对若干条指令进行不同阶段的处理；（3）片内含有专门的硬件乘法器，使乘法可以在单周期内完成；（4）特殊的指令结构和寻址方式，满足数字信号处理FFT、卷积等运算要求；（5）快速的指令周期，能够在每秒钟内处理数以千万次乃至数亿次定点或浮点运算；（6）大多设置了单独的DMA总线及其控制器，可以在基本不影响数字信号处理速度的情况下进行高速的并行数据传送。

由一片DSP加上存储器、模/数转换单元和外设接口就可以构成一个完整的控制系统，但这种方案要达到高速实时控制是不可行的。

因为一个实时控制系统一般需要完成数据采集、模/数转换、分析计算、数/模转换、实时过程控制以及显示等任务，单靠一片DSP来完成这些工作势必会大大延长系统对控制对象的控制周期，从而影响整个系统的性能。

所以我们添加一个CPU，负责数据采集、模/数转换、过程控制以及人机接口等任务，使DSP专注于系统控制算法的实现，充分利用它的高速数据处理能力。

从性能价格比的角度出发，这个CPU采用8位的51系列单片机。

这时，两个CPU 之间的数据共享就成了一个重要的问题。

采用双口RAM（简称DRAM）是解决CPU之间的数据共享的有效办法。

与串行通信相比，采用双口RAM不仅数据传输速度高，而且抗干扰性能好。

在笔者实验室研制的电力有源滤波器中，选用了TI公司的第三代DSP芯片TMS320C32和51系列单片机89C52作为控制系统的CPU。

ARM+DSP结构设计与实现关键词：ARM处理器，嵌入式系统，DSP1 引言ARM(Advanced RISC Machine)是英国ARM公司设计开发的通用32位RISC微处理器体系结构,其主要优势在于简单的设计和高效的指令集。

ARM的设计目标是微型化、低功耗、高性能的微处理器实现[1]。

ARM 已经成为嵌入式系统主控制器的首选。

DSP(Digital Signal Processor)具有运算速度高、功耗低和智能化外设等特点,在数字信号处理方面显示了强大的实力。

由于ARM与DSP所具有的微型化、低功耗、高效性等共同特点和各自的独特优势,以ARM＋DSP结构为核心的嵌入式系统在PDA、STB、DVD等消费类电子产品以及GPS、航空、勘探、测量等军方产品中得到了广泛的应用。

本文设计了基于ARM S3C2410与TMS320C5510 DSP的ARM+DSP结构的接口电路,并给出了其软件实现。

ARM＋DSP结构以ARM为主控制器,DSP为协处理器,方案如图1所示。

ARM完成系统的流程调度、任务处理、中断处理以及提供显示、通信、远程控制等人机接口;DSP主要完成数字滤波、编码解码、数字调制解调等功能。

ARM与DSP利用了DSP提供的HPI口的进行通信,方便、灵活,接口电路设计简单。

ARM＋DSP结构把ARM处理器和DSP处理器有机地结合起来,既能满足信号数据实时性要求,又便于系统的控制操作与升级,提高了系统的整体性能。

ARM+DSP结构具有很强的通用性,几乎不修改硬件和修改少量软件代码就可以轻松实现不同系统间的移植。

3 ARM S3C2410与TMS320C5510 DSP硬件接口设计TMS320C5510 DSP提供了一个16位宽的并行端口HPI(host port interface),通过HPI口,主机可以直接访问TMS320C5510 DSP的存储器,有关TMS320C5510 DSP的HPI口详细情况请参考资料[2][3]。

DSP与ARM之间的通信
1.CAN总线：
CAN通信是串行通信。

这图为买来2812板子上面的CAN的模块。

CAN的控制部分已经在2812芯片内部。

SN65HVD230是一个电平转换器。

简单的说就是讲逻辑的0和1表达在CANH和CANL上。

CANH 和CANL有电压差的时候代表逻辑1.
这图是ARM上面的CAN接口。

DSP和ARM的can模块都差不多。

电路比较简单
个人看法：
简述：电路简单，编程简单。

串行口通信，实时性稍微比较差。

假如只有DSP和ARM两个芯片，就浪费了CAN这个功能了，假如后期假如了更多的芯片，CAN总线的功能能更好体现。

2.HPI通信
HIP通信是并行通信，占用的端口比较多。

下图是ARM和DSP的HIP通信。

这种方式的速度比较快，但是实验室买的2812似乎不支持HIP通信。

所以这个方法可以ban掉了。

看法：似乎不大可行
3.采用CPLD通信
在CPLD中划出一部分作为RAM缓存。

这个是并行通信，可以在2812中实现。

原理自己都想的清楚。

看法：实时性比较高。

由于从未涉及过CPLD，编程CPLD会比较麻烦。

接口比较多，辅助，这个也提高了编程难度。

4.SPI通信
SPI通信也是串行口通信。

具体的还没看完。

待定…，似乎也是一个好方法…..
参考文献
都是知网上一搜索就出的文件！待定。

嵌入式Linux下ARM处理器与DSP的数据通信基于核心处理器的系统以其自身资源丰盛、功耗低、价格低廉、支持厂商众多的缘故，越来越多地应用在各种需要复杂控制和通信功能的嵌入式系统中。

内核源码开放的与ARM体系处理器相结合，可以发挥Linux系统支持各种协议及存在多进程调度机制的优点，从而使开发周期缩短，扩展性增加。

作为数字处理专用，的数字信号处理能力非常强大，但对诸如任务管理、通信、人机交互等功能的实现较为困难。

假如将这三者结合起来，即由DSP结合采样电路采集并处理信号，由ARM处理器作为平台，运行Linux操作系统，将经过DSP运算的结果发送给用户程序举行进一步处理，然后提供应图形化友好的人机交互环境完成数据分析和网络传输等功能，就会最大限度的发挥三者所长。

2 系统结构
该系统硬件由二部分组成，其中一部分为若干块DSP板，各自自立承接数据采集和信号处理。

另一部分为以ARM为核心处理器的CPU板。

系统硬件框图1所示（仅接口部分）。

3 接口硬件部分设计
3．1 HPI接口简介
HPI接口是TI公司新一代、高性能DSP上用以完成与主机或其他DSP 之间数据交换的接口，这里主要介绍实际电路中用法的控制引脚和时序。

HCNTL0和HCNTL1为拜访控制挑选。

用来确定主机（ARM）毕竟对TMS320C6711中的哪一个HPI寄存器举行处理。

详细功能如表1所列。

HR/W：读写挑选控制。

为“1”表示是从DSP中读，反之则为写。

HHWIL：半字节定义挑选，与H寄存器中的HWOB位举行协作可以挑选当前传输的是高半字还是低半字。

低电平是第一个半字，高电平是其
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DSP与单片机的一种高速通信实现方案
一种常见的高速通信实现方案是使用SPI（串行外设接口）协议。

SPI是一种同步串行数据传输协议，常用于连接微控制器和外部设备，可以实现理论上的最高速率。

在DSP和单片机之间实现高速通信，可以按照以下步骤进行：
1. 确定通信的硬件接口：DSP和单片机必须有相应的硬件接口来实现SPI通信。

通常，SPI需要使用四根线进行通信，包括主时钟（SCLK）、主输出从输入（MOSI）、主输入从输出（MISO）、片选（SS）等。

2. 配置SPI控制器：DSP和单片机的SPI控制器需要进行适当的配置，包括通信速率、数据位宽、传输模式（主从模式）、时钟极性和相位等。

3. 实现通信协议：根据通信需求，在DSP和单片机之间定义一种通信协议。

协议包括命令和数据的格式、传输顺序、通信协议等。

通常情况下，DSP作为主设备发送命令
和数据给单片机从设备。

4. 编写软件驱动：在DSP和单片机上编写软件驱动程序来控制SPI接口，实现通信协议。

DSP的驱动程序负责发送命令和数据给单片机，单片机的驱动程序负责接收和处
理命令和数据，并向DSP返回相应的响应。

5. 进行通信测试：完成以上步骤后，进行通信测试来验证通信的可靠性和稳定性，确
保数据能够正确地在DSP和单片机之间传输。

需要注意的是，通信速率和系统时钟频率之间有一定的关系，通信速率受限于系统时
钟频率和SPI控制器的能力。

因此，在设计系统时，需要选择合适的时钟频率来满足
通信要求。

《工业控制计算机》２００７年２０卷第２期ＡＲＭ与ＤＳＰ的通信接口研究和设计要点ＡＲＭａｎｄＤＳＰＣ０ｍｍｕｎｌｃａｔｉＯｎｓＩｎｔｅｒｆａｃｅＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎＥＩｅｍｅｎｔｓ王彬王冰峰（电子科技大学自动化学院，四川成都６１００００）摘要主要讨论在嵌入式系统中ＡＲＭ和ＤＳＰ通信时用到的ＨＰＩ通信接口硬件设计要点和驱动编写要点。

给出了一个比较通用的硬件设计方案。

给出了在ＶｘＷｏｒｋｓ实时操作系统下ＨＰｌ驱动程序的设计要点。

关键词：ＡＲＭ，ＤＳＰ。

ＨＰＩ，ＶｘＷＯＲＫＳＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｌｆｏｄｕｃｅｓｉｎａｎｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ，ＩｉｋｅｔｈｅＡＲＭａｎｄＤＳＰｃＯｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＨＰＩｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｅｒｆａｃｅｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｌｅｍｅｎｌｓａｎｄｄｒｉＶｅｎｂｙｐＯｉｎｔｓ．ＰｒｏＶｉｄｉｎｇａｍｏｒｅｇｅｎｅｒｉｃｄｅｓｉｇｎＯｆｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｍｅ．ＰｒｏＶｉｄｉｎｇａｒｅａｌ—ｌｉｍｅＯｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎＶｘＷＯｒｋｓＨＰＩ—ｄｒｉＶｅｎｐｒＯｃｅｓｓｏｆｔｈｅｄｅｓｊｇｎｆｅａｔｕｒｅｓ．ＫｅｙｗＯｒｄｓ：ＡＲＭ，ＤＳＰ，ＨＰＩ，Ｖ×ＷＯｒｋｓ从嵌入式系统的发展可以看出早期比较简单的控制功能用８位单片机可以实现。

但是到了现在很多产品功能呈现了多样化、智能化同时也在设计时体现为复杂化。

现在很多系统都把ＡＲＭ强大的控制功能和ＤＳＰ的数据处理功能结合起来。

３２位ＡＲＭ处理器以其高性价比得到了广泛的运用，而ＤＳＰ由于其特殊的结构、专门的硬件乘法器和特殊的指令，使其能快速地实现各种数字信号处理及满足各种高实时性要求。

设计这样的系统时就不得不面对这样一个阀题：”由予ＡＲＭ和ＤＳＰ各有不同的硬件特点，如何要使得他们在数据交换时有高效率，做到系统功能稳定，功耗小，让两者的工作达到最好的状态？笔者所做的项目为基于电力线载波远程监控系统，由于要传输一定数量的视频和音频信号以及变电站的关键信息，既要求系统有一定的数据处理能力和处理速度故采用ＤＳＰ来做数据处理，又要求有很好的实时性故选用了Ｖ×Ｗｏｒｋｓ操作系统来做多任务的协调。

DSP + ARM 架构处理器为机器视觉带来强大运算和控制能力一些工业、航空电子控制、视觉应用和高端测量测试，如生物影像处理等在实现控制、显示的同时，还需要较强的运算和信号处理能力。

德州仪器(TI) 近日宣布在现有DSP + ARM 产品的成功基础上推出Integra 系列处理器C6A816x，集成了高性能ARM Cortex-A8 内核和高达1.5 GHz 的单内核浮点与定点DSP 性能。

“有很多算法在DSP 平台可以实现，在ARM 上也可以；但有些特定的算法，如数据滤波、图像处理等放在DSP 上运行的效率会高很多，可能达到60%以上。

因此DSP + ARM 的组合架构堪称理想架构”，TI 数字信号处理系统业务拓展经理程自清说，因为DSP 可专门用于处理密集型信号处理需求、复杂的数学函数以及影像处理算法，而ARM 则可用于实现图形用户界面(GUI)、网络连接、系统控制以及多种操作系统下的应用处理。

另外，ARM 资源可以空出来做更多的应用，总体性能会大大提高。

在某些高端的应用场合，ARM+DSP 会起到事半功倍的效果。

C6A816x 有两个系列，两个芯片里都具有1.5GHz 单核浮点、定点DSP 和Cortex-A8 内核，区别在于C6A8168 配有3D 加速器，C6A8167 则没有。

有些场合需要高浮点和定点运算处理器，并支持多种操作系统，对显示、网络、存储都有很高的要求，这些都适用于C6A816x 处理器。

C6A816x 处理器不仅可提供各种不同的网络连接选择和存储选项，还能在片上及片外实现快速的数据传输。

如此高的集成度不仅使客户能够显着提升性能，同时还可通过更少的芯片数量（其中包括节约分立式存储器成本以及印刷电路板空间）将物料清单(BOM) 成本锐降50%。

ARM-DSP通信的多种方式本文档描述了TI多核设备上的通信方式。

应用程序中的单个核心可以承担主机/设备或主/从的角色。

这里的讨论假设主机/主集群是运行SMP/Linux的ARM集群，而设备/从服务器是运行TI-RTOS的C6xx DSP集群。

1.OpenCLOpenCL是一个框架，用于编写跨异构系统执行的程序，以及用于表示跨异构设备分派并行计算的程序。

这是一个开放的，没有版税的标准，由Khronos财团管理。

在异构SoC上，OpenCL将其中一个可编程核心视为主机，将其他核心视为设备。

运行在主机(即主机程序)上的应用程序管理设备上代码(内核)的执行，并且还负责使数据可供设备使用。

设备由一个或多个计算单元组成。

在ARM和DSP SoC上，每个C66xDSP都是一个计算单元。

OpenCL运行时由两个组件组成：(1)用于主机程序创建和提交内核以供执行的API；(2)用于表示内核的跨平台语言--OpenCL C--它基于C99 C，并附加和限制了OpenCL支持数据并行和任务并行编程范例。

数据并行执行使设备上的计算单元并行执行。

任务并行执行允许向每个计算单元异步分派任务。

有关更多信息，请参阅OpenCL用户指南。

从运行Linux或RTOS的ARM到DSP的卸载计算优点方便设备之间的移植，不需要理解内存体系结构，不需要担心MPAX和MMU，不需要担心一致性，不需要在ARM和DSP之间建立/配置/使用IPC，无需成为DSP 代码、体系结构或优化方面的专家缺点：不能控制系统内存布局等，以处理优化的DSP代码2.DCE (Distributed Codec Engine) 分布式编解码引擎DCE框架为用户在设备(如AM57xx)上编写应用程序提供了一种简单的方法，该设备具有用于图像和视频的硬件加速器。

它为从核上的音频和视频编码和解码提供了对硬件加速的远程访问。

基于ARM用户空间GStreer的多媒体应用程序使用GStreer库加载并与TI GStreer插件接口，该插件处理硬件加速器所特有的所有细节。

DSP ARM双核系统的通信接口设计 (1)DSP/ARM双核系统的通信接口设计嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器和嵌入式操作系统。

早期的嵌入式系统硬件核心是各种类型的8位和16位单片机;而近年来32位处理器以其高性能、低价格,得到了广泛的应用。

近年来,又出现了另一类数据密集处理型芯片DSP。

DSP由于其特殊的结构、专门的硬件乘法器和特殊的指令,使其能快速地实现各种数字信号处理及满足各种高实时性要求。

随着现代嵌入式系统的复杂度越来越高,操作系统已成为嵌入式系统不DSP/ARM双核系统的通信接口设计嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器和嵌入式操作系统。

早期的嵌入式系统硬件核心是各种类型的8位和16位单片机;而近年来32位处理器以其高性能、低价格,得到了广泛的应用。

近年来,又出现了另一类数据密集处理型芯片DSP。

DSP由于其特殊的结构、专门的硬件乘法器和特殊的指令,使其能快速地实现各种数字信号处理及满足各种高实时性要求。

随着现代嵌入式系统的复杂度越来越高,操作系统已成为嵌入式系统不可缺少的部分。

免费的嵌入式操作系统,如 Linux等,随着自身不断的改善,得到了飞速的发展。

Linux是一个免费的、强大的、可信赖的、具有可伸缩性与扩充性的操作系统。

Linux实现了许多现代化操作系统的理论,并且支持完整的硬件驱动程序、网络通信协议与多处理器的架构,其源码的公开更有利于操作系统嵌入式应用。

基于上述分析,笔者开发了基于ARM和DSP芯片的双核嵌入式系统。

系统充分利用了ARM和DSP的各自特点,既可以使用ARM和DSP芯片进行协同开发,也可以利用ARM或DSP进行独立开发。

操作系统选用了Linux,以利于充分发挥系统的效能。

1 系统的总体设计由于ARM芯片的控制性能较强,在嵌入式系统中ARM主要用于控制和少量的数据处理。

这样,一方面要求CPU要低功耗和有足够的时钟频率来运行操作系统,以满足便携式的要求;另一方面也要求其有足够种类的接口,以利于性能的扩展。

５６ＡＲＭ与ＤＳＰ的ＳＰＩ通信设计实现ＡＲＭ与ＤＳＰ的ＳＰＩ通信设计实现ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＢｅｔｗｅｅｎＡＲＭａｎｄＤＳＰＴｈｒｏｕｇｈＳＰＩＢｕｓ张岩马旭东张云帆（东南大学自动化学院，江苏南京２１００９６）摘要提出一种测量仪器的多处理机分布式控制方案，并对ＤＳＰ与移植了Ｌｉｎｕｘ操作系统的ＡＲＭ之间ＳＰＩ通信设计进行了着重阐述。

对于这样的特定系统，首先要完成Ｌｉｎｕｘ下的ＳＰＩ驱动程序开发，然后才能进行ＡＲＭ和ＤＳＰ下的应用程序开发。

对这几个方面进行了详细介绍，给出了一种ＡＲＭ与ＤＳＰ通信的通信协议，并基于此协议实现了ＡＲＭ与ＤＳＰ的ＳＰＩ通信。

关键词：ＳＰＩ总线，ＡＲＭ，ＤＳＰ，ＳＰＩ驱动程序ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｂｒｉｎｇｓｕｐａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓｏｆｓｕｒｖｅｙｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ａｎｄｐｕｔｓｔｈｅｅｍｐｈａｓｉｓｏｎｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＤＳＰａｎｄＡＲＭｗｉｔｈａＬｉｎｕｘＯＳ．Ｆｏｒｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓｙｓｔｅｍ，ｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅＳＰＩｄｅｖｉｃｅｄｒｉｖｅｒｏｆｅｍｂｅｄｄｅｄＬｉｎｕｘｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｓｔｅｐ，ｔｈｅｎｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｅｄｐｒｏｇｒａｍｉｎｂｏｔｈＡＲＭａｎｄＤＳＰ．Ａｌｌｔｈｅｓｅｐａｒｔｓａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｄａｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｂｅｔｗｅｅｎＡＲＭａｎｄＤＳＰｉｓｇｉｖｅｎ，ｂａｓｅｄｗｈｉｃｈｔｈｅＡＲＭａｎｄＤＳＰｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅｔｈｒｏｕｇｈＳＰＩｂｕｓｉｓａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＰＩｂｕｓ，ＡＲＭ，ＤＳＰ，ＳＰＩｄｅｖｉｃｅｄｒｉｖｅｒ对于现代测量仪器，不仅需要具备实时性的控制、测量功能，还需要具备非实时性的人机交互界面、数据管理、打印等功能。

DSP与单片机的一种高速通信实现方案摘要：介绍了一种利用双口RAM实现DSP与单片机高速数据通信的方法，给出了它们之间的接口电路以及软件实现方案。

关键词：DSP；双口RAM；接口电路；数据通信1引言数字信号处理器（DSP）是一种适合于实现各种数字信号处理运算的微处理器，具有下列主要结构特点：（1）采用改进型哈佛（Harvard）结构，具有*的程序总线和数据总线，可同时访问指令和数据空间，允许实际在程序存储器和数据存储器之间进行传输；（2）支持流水线处理，处理器对每条指令的*作分为取指、译码、执行等几个阶段，在某一时刻同时对若干条指令进行不同阶段的处理；（3）片内含有专门的硬件乘法器，使乘法可以在单周期内完成；（4）特殊的指令结构和寻址方式，满足数字信号处理FFT、卷积等运算要求；（5）快速的指令周期，能够在每秒钟内处理数以千万次乃至数亿次定点或浮点运算；（6）大多设置了单独的DMA总线及其控制器，可以在基本不影响数字信号处理速度的情况下进行高速的并行数据传送。

由一片DSP加上存储器、模/数转换单元和外设接口就可以构成一个完整的控制系统，但这种方案要达到高速实时控制是不可行的。

因为一个实时控制系统一般需要完成数据采集、模/数转换、分析计算、数/模转换、实时过程控制以及显示等任务，单靠一片DSP来完成这些工作势必会大大延长系统对控制对象的控制周期，从而影响整个系统的*能。

所以我们添加一个CPU，负责数据采集、模/数转换、过程控制以及人机接口等任务，使DSP专注于系统控制算法的实现，充分利用它的高速数据处理能力。

从*能价格比的角度出发，这个CPU采用8位的51系列单片机。

这时，两个CPU之间的数据共享就成了一个重要的问题。

采用双口RAM（简称DRAM）是解决CPU之间的数据共享的有效办法。

与串行通信相比，采用双口RAM不仅数据传输速度高，而且抗干扰*能好。

在笔者实验室研制的电力有源滤波器中，选用了TI公司的第三代DSP芯片TMS320C32和51系列单片机89C52作为控制系统的CPU。

嵌入式机器视觉系统中ARM与DSP的数据通信方法DSP对数字信号和数值算法具有强大的运算处理能力，因而在信号采集与处理中被广泛应用，但其在任务管理、实时控制、人机交互等方面不占优势。

而ARM微控制器则控制功能强大，可以加载嵌入式操作系统，且能够提供良好的人机交互、任务管理、网络通信等方面功能。

因此，发挥DSP和ARM处理器各自的优势，采用ARM+DSP结构的设计方案已成为嵌入式系统的研究热点，倍受关注。

通过嵌入式机器视觉系统的设计实例，阐述ARM与DSP有机结合的设计DSP对数字信号和数值算法具有强大的运算处理能力，因而在信号采集与处理中被广泛应用，但其在任务管理、实时控制、人机交互等方面不占优势。

而ARM微控制器则控制功能强大，可以加载嵌入式操作系统，且能够提供良好的人机交互、任务管理、网络通信等方面功能。

因此，发挥DSP和ARM处理器各自的优势，采用ARM+DSP结构的设计方案已成为嵌入式系统的研究热点，倍受关注。

通过嵌入式机器视觉系统的设计实例，阐述ARM与DSP有机结合的设计思想，重点研究ARM与DSP之间的数据通信。

1嵌入式机器视觉系统总体方案采用ARM+DSP结构的机器视觉系统总体结构如图l所示。

以三星公司高性能ARM处理器S3C2440作为主控制器，配置并移植Linux操作系统，同时以TI公司的DSP芯片TMS320C5402为图像处理的协处理器，通过对DSP芯片自带的HPI接口的硬件连接方案和驱动程序设计，将二者有机地结合起来，各自发挥其独特优势，协调配合，完成目标采集、处理与视觉跟踪。

首先由智能摄像机采集现场运动目标的图像，由ARM控制将数据存放在ARM与DSP的公共存储区域中，并通知信号处理模块DSP调用各种算法(帧间差分、图像分割、特征提取、形心计算等)对视频图像进行处理，完成目标的识别与定位，并将结果信息传给ARM处理器，由ARM控制步进电机，调整PTZ摄像机位姿(水平转动P-Pan、垂直转动T-Tilt、景深伸缩Z-Zoom)，使其对准运动目标，实现实时跟踪。