无线通信数字信号微处理器研究

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摘要：无线通信技术的迅速发展要求无线通信数字处理器有着更高的处理效率与更快的反应时间。在无线通信数字信号处理的设备应用中，与传统的中央处理器相比，微处理器有着处理响应时间迅速、体积小等优点，是广泛应用于工业控制领域的高新处理技术应用仪器，文章就面向无线同行的数字信号处理的微处理器的设计进行论述，并给出相关改良处理数据能力的有关方案。

关键词：无线通信；数字信号处理；微处理器设计

随着现代社会通信技术的不断发展，无线通信数字信号处理器开始向微处理器方向发展。其中的微处理器在如今的市面上有着三种主流类型。其一是传统的通用中央处理器，中央处理器应用范围广但性能表现一般，也不适用于一些专用的场合。其二是应用较为专业的微控制器，在工业生产中，微控制器适用精度较高的工业领域，为工业的发展提供了更为高效的控制设备。其三是数字信号处理器，适用各种数字信号处理，如信号、语音、图像等处理，有着传递速度快、传递稳定的特点。

1处理器分类

1.1根据处理器的指令集进行分类。处理器根据许多不同的参数可以进行多种分类，使得处理器的应用精确度更为准确。根据处理器的指令集的类型进行分类可以将微型处理器分为简单指令的精简处理器与复杂指令的复杂处理器，微处理器在依据指令处理方式的不同对微处理器的处理方式进行分类。在处理精简指令的微处理器中，处理器所处理的每条指令长度相等且分类比较规范，广泛适用于指令差距较小的信号处理，具有处理速度快，处理功耗低的特点。应用于较长指令处理的复杂处理器所处理指令种类较多且指令数量比较分布，但处理的指令长度不一定相等，指令比特差较大，所以复杂指令处理的处理难度跨度也比较大，并不适用于普通的简单指令处理，在处理复杂的指令时，微处理器的处理速度也比较缓慢，功耗也相对大得多，是一种不适宜进行工业生产的微处理器，需要对其进行改良。1.2根据处理架构进行分类。在微处理器的应用中，按照内部架构对处理器进行分类主要可以将其分为冯诺依曼结构处理器、哈弗结构处理器和改进版哈弗结构处理器三种类型。冯诺依曼处理器使用地址总线对指令进行处理，总体结构由数据总线、控制总线和地址总线三条线构成，由不同的模块对分复使用，具有一定的局限性，主要使用环境为早期一些无具体规定标准的车间进行使用。哈弗处理器有着较为独特的指令处理结构，在内部结构设计中，哈弗处理器加固数据总线与指令总线分开，从不同的线路同时对数据与指令进行处理，最大化的利用处理器内部的结构空间。在处理数据时，在处理数据和指令时共用同一个存储器，可以最大化的利用处理器的运行效率，从根本上提高处理器的运行效率。这样独特的结构设计可以使得处理器运行处理速度加快，同时也适用于在处理器运行过程中对处理的指令进行实时更新。1.3根据数据指令类型进行分类。在处理器的类型分类中，按照FLY的分类学对数据与指令之间可将数据与指令之间的关系分为四类，由此可以对处理器进行分类。其中单指令单数据适用标量处理器的数据处理过程中，是主要的数据处理器类型，应用于各种工业的数据处理工作中。其中单指令多数据适用数据的并行化处理，例如现行处理器市面上常见的图像数据处理类型。其中多指令单数据处理器适用在异构多核结构的处理平台，通过对数字信号的同一类型的数据的不同指令进行同时处理，将其进行处理后可以得到同一种结果，有着较高的数据处理容错率。以上几种数据处理器是常见的数据处理其类型，除此之外数据处理器还有着许多种不同的分类，市面上根据处理器的应用类型对处理器进行分类，以满足不断发展的工业技术的需求。

2无线通信数字信号处理的微处理器设计

2.1处理器指令集的设计。指令集的设计是影响微处理器性能的主要参数，在指令集处理设计过程中，通过对处理器工作能力的不同对微处理器的类型进行基础分类。在微处理的数据处理能力构成中，指令集的设计是影响其处理效率的主要外部环境因素，对指令集的提取与设计是主要影响处理器内部架构的工作。2.2对微处理器的架构进行设计。根据不同的微处理器类型可以将处理器架构分成不同的种类，其中哈弗结构处理器将数据处理与程序处理分开进行存储，在对数据进行访问时，哈弗结构的处理器只能使用存放和载入指令实现对数据的读取，使用16位的数据总线和64kb的寻址空间，其地址总线高为14位，并将ADD作为寻址位和控制位。在哈弗结构的处理器设计初期，因为没有对处理器的总线进行完备的设计，使得处理器只能使用RAM进行数据的处理，在设计微处理器架构时，其存储器设计类型主要受到BRAM空间的影响，在架构微处理器设计时，将数据存储器和程序处理器进行统一的编址，在地址中根据设计的不同可以将空降分为程序段、数据段、外设段和中断向量段等，根据其用处不同对其进行设计分类。2.3微处理器编译器的设计。编译器是将数据处理的高级语言进行编译，将高级编程语言转化成硬件可以直接处理的指令。编译器是联系高级编程语言与微处理器的硬件设备的重要连结点，是将复杂的指令数据简化翻译为微处理设备可以直接进行使用的语句。因此在微处理器的工作过程中，其编译的高级编程语言的数量与速度直接影响着微处理器处理信号的效率和质量。因此，在微处理器架构设计中，微处理的编译效率一直是处理器设计领域的一个研究热点，如何提高微处理运行效率，行业内部从提升编译器设计质量入手，对编译器的参数进行一个合理的配置，在通过专业的编程工具形成相应的编译器，其主要设计步骤如下所示。首先微处理器内部架构设计将高级汇编语言通过微处理器进行前端操作，通过编译器对高级汇编语言进行词法解析，语法解析和语义解析，以此生成一个语法树来帮助微处理器优化语言变量。然后通过一个中间变量的语法树的形成过程，对C语言编译类型处理器中的a，b变量采用地址获取方式，实现微处理器中源代码中的与常数进行相加的操作类型。通过以上的步骤来逐渐优化微处理处理高级汇编语言的工作过程，将编译器的优化步骤进行重点处理，通过提高编译器对高级编程语言的加速处理能力来保证微处理对复杂指令和大量数据的分析和运算能力。在代码处理方面，微处理会将代码进行详尽的分类，使得微处理器在代码形成过程中，会将一些机器无关代码交由EDA工具进行分析处理，减缓微处理器内部的数据分析压力，使得其主要操作过程与原有的微处理无关，以此来全面的提高微处理的工作效力。

3结语

新型的微处理器与传统的中央处理器相比有着体积更小，处理速度更快，升级更为简易，模块化容易的特点，因此新型的微处理器广泛应用于无线数字通信信号设备的制造产业中。无线通信技术是决定我国当今通信行业的高新技术，为全面推进我国现代化强国的建设，作为高新技术行业的一部分的微处理器设计人员要从不断完善自身专业水平入手，全身心投入到祖国的发展中去。

参考文献

［1］郭仁海，吕磊.面向无线通信数字信号处理的微处理器设计［J］.中国电子商务，2014，（2）：64.

作者:蒋同济 庄 锐 张 颖 单位:1.西北民族大学电气工程学院 2.兰州理工大学电气工程与信息工程学院