单片机与DSP结合的dsPIC芯片

    关键词：单片机 PIC DSP dsPIC

微电子技术大规模甚至超大规模集成电路技术的发展日新月异，计算机芯片技术获得了高速发展。构成这样单片机，亦是不断更新换代，朝着高速化、通用化、不断专用化和提高性价比以及模拟/数字混合集成等方向发展。

熟悉单片机的用户，对于PIC已不再陌生了。由美国Microchip公司推出的PIC系列单片机产品，采用了RISC结构，不但解决了传统冯·诺依曼结构单片机的“瓶颈”问题，并以高速度、低电压、低功耗、大电流驱动能力和低价位OTP及Flash技术等特点，使其从众多同类单片机产品中脱颖而出，成为世界上8位微控制器中最有影响力的主流嵌入式控制器之一。

PIC系列单片机在市场逐渐站稳脚跟之后，Microchip公司又推出了性价比介于16位单片机、32位单片机及DSP中低档机之间的dsPIC芯片。

1 dsPIC的产生

目前，在自动检测、控制等领域正掀起应用DSP的热潮。DSP（Digital Signal Processor）即数字信号处理器，是在数字信号处理的各种理论和算法的基础上发展起来的，用于完成各种实时数字信息的处理。20世纪80年代初，随着微电子技术的展，DSP就应运而生了。DSP器件的出现，使得各种数字信号处理的算法得到了实现。DSP器件不但使数字信号处理得到了实际应用，而且还拓宽到了系统控制领域，从而诞生了一大批新型的电子产品。DSP技术的迅速普及，也为今天的信息高速公路建设奠定了基础。

DSP器件的数字信号处理大致有如下特点：①可程控，可以只设计一个硬件配置，然后设计各种软件来执行多样的信号处理任务；②稳定性好，没有时漂、温漂；③可重复性好，无论多少台计算机去计算同一序列的和，都会提供一模一样的结果；④易于实现自适应算法；⑤基于大规模的集成电路。

这样就不难看出，单片机和DSP各有特点。前者控制功能强，后者数字信号处理能力强，因而，将高性能16位单片机加上DSP功能，就产生了dsPIC芯片。DsPIC是一种将单片机的特征同数字信号处理器（DSP）的能力结构在一起的器件。它在异步事件处理能力、精密仿真、常见的开发环境以及外围部件等方面都表现出DSP强大的性能。

为了缩小单片机同DSP之间的性能差异，使客户能方便地将单片机的功能转移到DSP上，Microchip公司推出了dsPIC。目前推出的产品主要有dsPIC30FXXX系列。考虑到DSP和单片的内部区别，dsPIC器件将高性能16位单片机的控制特点和DSP高速运算的优点相结合，为嵌入式系统设计提供了适合的，单芯片、单指令流的解决方案。它消除了目前类似设计中所需求的额外组成部分，从而减小了印制板空间，也降低了系统成本dsPIC30FXXX高性能单片要同系列可以应用于非常广阔的范围，包括马达控制、因特网接入器件、汽车产品、功能电路、数字应答机、低速软件调制解调器、线卡、POS终端、自动售货机、生物测定安全装置、不间断电源、电源管理和自然语音输入/输出等等。

由于dsPIC兼容了单片机和DSP芯片这两类产品的优点，因此它具有下列特点：

*丰富的外围部件；

*完整的DSP引擎；

*改进的中断能力；

*Flash存储器，灵活的重编程能力；

*强大的开发环境；

*引脚数少；

*使用优化的高级语言；

*方便PIC系列单片机用户移植现有的代码；

*熟悉的类似单片机的用户开发平台。

此外，dsPIC还可以支持4M×24位的可寻址Flash程序存储体，以及32K×16位的数据存储空间。相对于其它许多单片机的5V供电及DSP的3.3V供电，dsPIC的供电电压是2.5～5.5V。

图1 dsPIC芯片内部结构图

2 dsPIC30F与PIC16F87X的比较