MCU+DSP双处理器架构有哪些？如何实现应用设计？

MCU和DSP在双处理器架构中各有不同的特性和功能。MCU，即微控制器，主要负责完成应用层、网络层和数据链路层的处理，控制移动终端的外围电路(如键盘、显示屏等)连接，以及整个通信协议栈的实现。它倾向于系统控制，负责协调各个组件的工作，使得它们可以一起工作来达到共同的目标。

与MCU不同，DSP具有强大的数据运算功能，主要用于完成物理层、数据链路层的处理，负责语音信号的处理。它倾向于数字基带信号的处理，可以快速有效地进行复杂的数字信号处理算法。DSP通过在指令周期内执行一次乘法和一次加法，快速处理数字信号。

在双处理器架构中，MCU和DSP各司其职，相互配合，可以大大加强多媒体的处理能力。例如，MCU可以通过与DSP的通信来控制DSP的工作，从而实现对复杂信号的处理。这种架构可以提高系统的性能和效率，同时还可以降低功耗，因此在很多智能移动终端中得到广泛应用。

DSP主要是在一单个时钟周期内尽可能完成多个MAC(乘法和累加)操作。为了这一点，指令的操作代码通常是可变的超长的指令(VLIW)。DSP也适于工作在紧密、高效的环路中。另外，为了达到性能指标通常需要编写优化的汇编代码。由于DSP的算法程序一般装在小容量、短等待时间的内置存储器中，所以代码密度通常不是大问题。

像DSP主要用于完成计算一样，MCU主要用于完成控制功能。同样地，典型的MCU应用包括许多条件操作，在程序流程中频繁地跳转。通常使用C或者C++语言编写程序。代码密度极为重要，并且根据编译代码的长度来评估算法。存储器系统是基于高速缓存从而允许该系统设计工程师用较长等待时间从较大的存储器中调用较大程序。利用基于高速缓存系统，程序员不需要考虑如何以及何时将指令输入到内核去执行。

统一的DSP和MCU兼备两者的优点。它的指令集由16 bit，32 bit和64 bit操作码组成，但是由于最常用的指令采用16 bit编码，所以编译代码密度大小与那些流行的MCU相同。另外，它包括一个存储器保护功能以及指令高速缓存和数据高速缓存，作为整个存储器管理单元(MMU)的一部分。此外，容易提供一套完整的C/C++开发工具，提供可选汇编语言或者全部汇编语言适合算法优化的编程。

MCU+DSP双处理器架构的应用设计需要将MCU和DSP的特性和功能进行合理的搭配和利用，以实现系统性能的最优解。以下是一些MCU+DSP双处理器架构的应用设计相关内容：

一、硬件平台和接口设计

在MCU+DSP双处理器硬件平台中，MCU和DSP需要各自担当不同的角色和任务。MCU主要负责异步系统控制功能，如管理、通信和人机接口等;而DSP则专注于实时数据采集、分析和计算。

在接口设计方面，通常采用双端口RAM、串行通信、并行主机等接口方式实现MCU和DSP之间的数据传输。其中，并行主机接口方式可以满足大量数据实时传输的要求。例如，在ADSP-BF527与MCF5272的接口电路中，采用ColdFire系列的MCF5272型MCU作为主机，通过HOSTDP进行主机引导加载程序以及与主机的通信。

二、数据传输和通信协议

数据传输是MCU+DSP双处理器架构中的重要环节。在数据传输前，主机需要配置DMA控制器。主机首先读取从机HOST_STATUS寄存器的ALLOW_CNFG位。如果允许配置，主机将向HOSTDP发送7个16位控制字。主机通过这些控制字配置HOSTDP的DMA读写、DMA模式、起始地址等参数。在配置完成后，主机以所配置的方式读写数据，从而实现数据传输。

在通信协议方面，可以通过自定义指令或协议实现MCU和DSP之间的通信。例如，MCU可以通过串行通信接口向DSP发送控制指令，DSP接收到指令后执行相应的数据处理任务，并将处理结果返回给MCU。

三、软件编程和优化

软件编程是实现MCU+DSP双处理器架构应用设计的关键环节。在编程时，需要考虑MCU和DSP之间的数据传输和协调，以及各自的任务分配和调度。

此外，为了提高系统性能和效率，还需要对软件进行优化。这包括算法优化、数据结构优化、并行计算、任务调度等方面的优化。例如，可以在DSP端采用快速傅里叶变换(FFT)算法进行信号处理，将计算结果通过DMA传输回MCU端进行处理和分析。

总之，实现MCU+DSP双处理器架构的应用设计需要综合考虑硬件平台、接口设计、数据传输和通信协议以及软件编程和优化等多个方面的问题。需要根据具体的应用场景和需求进行合理的设计和选择，以达到最优的系统性能和解冔方案。