DSP 体系结构发展综述

• 作者: 宋文娜 徐东君 陈亮 中国科学院自动化研究所
• 来源期刊: 微电子学与计算机
• 学科: 其他
• 关键词: 哈佛结构 硬件乘法器 SIMD结构 VLIW技术 超标量
• 年，卷（期）: 2023,（4）
• 页码范围: 1-7
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0456

摘要

数字信号处理器（Digital Signal Processor, DSP）是一种用于数字信号处理的专用微处理器,在通信、自动化、雷达、航空航天等领域具有重要应用价值.本文系统阐述了DSP体系结构的发展过程和现状,介绍了主要生产厂商的DSP产品及其性能；总结了DSP芯片的主要结构特点；分析了现有DSP体系结构设计中提升数据级和指令级并行性的主要技术,包括哈佛结构、硬件乘法器、SIMD、VLIW和超标量等.结合新时代DSP应用需求,本文提出了DSP体系结构研究的三个发展方向：(1)通过增加数据和指令并行性,向超高性能DSP发展,提升矢量、标量并行能力,支持张量计算,集成面向神经网络算子的专用控制通路和功能单元,提升AI计算处理能力；(2)从指令系统入手,将变长指令集与超标量技术结合,在实现指令并行的同时,结合可适应神经网络算法扩展的计算流控制指令,提升AI算法映射能力,同时降低代码密度,减小存储压力和取指带宽,降低成本,提升边缘智能实时处理应用能力；(3)兼容面向稀疏神经网络的压缩和并发访问的分布式存储结构,提升边缘智能片上部署能力和网络层多通道并行计算能力.