現(xiàn)在，很多新興的應用領域涌現(xiàn)了許多新的算法標準，這些算法對于處理器提出了更高的性能和控制要求。信號處理需要處理器提供高峰值性能，但這部分在整個算法中的比例有減少的趨勢。對于開發(fā)包含高性能算法的大規(guī)模應用的設計團隊來說，有很多種可供選擇的方案。市場競爭的壓力使得選擇一個對高性能有充分保障的處理器平臺來實現(xiàn)高性能的功能變得非常重要。但是選擇超出需求性能很多的處理器平臺對于系統(tǒng)成本和電源消耗也是有著很大影響的，這會直接導致產(chǎn)品缺乏競爭力。

　�。幔颍碓谔峁┩ㄓ玫模颍椋螅闾幚砥骷軜�(gòu)的同時，為其增添了一些針對特定應用的高性能指令集，以期能夠達到軟件和硬件的一個優(yōu)化平衡。這樣，一些高度涉及信號處理的應用本來是要借助一塊專用ｄｓｐ來完成的，現(xiàn)在由一個ａｒｍ內(nèi)核就可以實現(xiàn)同樣的功能。比較典型的例子就是ｍｐ３音頻算法。對于ｍｐ３算法的分析表明，一些關鍵的前端步驟的處理，包括讀入比特流，霍夫曼（ｈｕｆｆｍａｎ）解碼和反量化（ｉｎｖｅｒｓｅ　ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ），這時，ａｒｍ�。颍椋螅慵軜�(gòu)比普通的ｄｓｐ能體現(xiàn)更佳的性能。同時，這個通用處理器還可以處理復雜的任務控制。

　　ａｒｍ為信號處理算法專門發(fā)布了ｖ５ｔｅ的架構(gòu)，在普通的ａｒｍ架構(gòu)基礎上新增了有效的ｄｓｐ指令。ａｒｍ的擴展ｄｓｐ指令集使得ａｒｍ的ｃｐｕ系列能夠更好的適應復雜的信號處理，同時還保留了作為高性能ｒｉｓｃ處理器所特有的低功耗特性。ａｒｍ�。觯担簦宓模洌螅饠U展指令集已經(jīng)在ａｒｍ９４６ｅ－ｓｔｍ　和�。幔颍恚梗叮叮澹螅簦砗停幔颍恚梗玻叮澹辏螅簦砩系玫綉�。ｉｎｔｅｌ也同時在他們和ａｒｍ架構(gòu)兼容的ｘｓｃａｌｅ微處理器系列里實現(xiàn)了ｄｓｐ指令集的擴展，并且主頻達到了１ｇｈｚ。

　　ａｒｍ的解決方案在解決應用問題而增強了性能的同時，還在性能和功耗，ｃｐｕ核面積的大小等方面達到了均衡。像ａｒｍ９ｅｔｍ這樣的單核解決方案，同時滿足了任務控制和信號處理方面的需求，比傳統(tǒng)的ｄｓｐ內(nèi)核加通用內(nèi)核的雙核方案，在最終的效率和開發(fā)過程方面有了很大的提升。

　　目標應用：

　�。幔颍韺ｉT為ａｒｍ的各個平臺開發(fā)了近乎于ｃｄ音質(zhì)的音頻算法，比如ｍｐ３，包括了ｗｍａ和ｍｐｅｇ�。幔幔銟藴省？偟膩碚f，有著ｄｓｐ增強指令的內(nèi)核是最適合于應用在以前既需要高性能的ｄｓｐ核同時又要求能夠進行有效的任務控制的場合。比如大容量存儲器，語音編碼器，語音識別合成，網(wǎng)絡應用，車控系統(tǒng)，智能手機，發(fā)報機和調(diào)制解調(diào)器。

　　下圖列舉了ｄｓｐ增強指令。包括單周期１６ｘ１６和３２ｘ１６的乘法指令，增加了飽和運算功能的運算指令。這些指令為開發(fā)穩(wěn)定的操作系統(tǒng)和比特級精確的算法提供了方便。前導零運算指令為算法的標準化和浮點數(shù)運算特別是對于除法運算帶來了高性能。這些ｄｓｐ增強指令在ａｒｍｖ５ｔｅ中得到了很好的實現(xiàn)。

　　支持ｄｓｐ增強指令的硬件架構(gòu)是基于現(xiàn)有的ａｒｍ９ｔｄｍｉｔｍｒｉｓｃ核的，也是五級流水線，哈佛結(jié)構(gòu)。ｄｓｐ增強指令集對于整個現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的影響被控制到了最小，沒有增加另外的寄存器或者ｃｐｕ狀態(tài)，也沒有增加對寄存器使用的限制。如表一所示，ａｒｍ９ｅ架構(gòu)只增加了有限的部分：　一個快速３２ｘ１６乘法單元，一個ｃｌｚ單元和兩個飽和運算單元。

　　因為ｄ�。蟆。鹪鰪姽δ懿]有對現(xiàn)有的架構(gòu)做太大的修改，所以ａｒｍ９ｅ優(yōu)于原先的ａｒｍ９架構(gòu)。ａｒｍ９ｅ內(nèi)核能達到和ａ�。颉。怼。箖�(nèi)核差不多的主頻，在０．１８μｍ工藝下能達到１９５ｍｈｚ，并且只有１．０ｍｍ２的晶圓面積（ｄｉｅ�。幔颍澹幔�，功耗預計為０．５ｍｗ／ｍｈｚ。

　�。洌螅鹪鰪娭噶罴]有用特別的硬件邏輯來實現(xiàn)諸如ｍｏｄｕｌｏ�。幔洌洌颍澹螅螅椋睿纾猓椋簦鳎椋螅濉。颍澹觯澹颍螅幔臁。幔洌洌颍澹螅螅椋睿绾停澹颍铮铮觯澹颍瑁澹幔�

　�。欤铮铮穑椋睿绲闹噶�。但同時支持這些運算也是很有意義的，所以可以用一些已有的指令組合來實現(xiàn)，盡管這會帶來一些性能上的微小的損失。

　�。猓椋簦鳎椋螅濉。颍澹觯澹颍螅幔臁。幔洌洌颍澹螅螅椋睿缭诳焖俑盗⑷~變換（ｆｆｔ）中是一個很常見的功能需求，是很多ｄｓｐ算法的基礎功能�，F(xiàn)有的桶位移（ｂａｒｒｅｌ　ｓｈｉｆｔｅｒ）功能提供了實現(xiàn)ｂｉｔ－ｗｉｓｅ�。颍澹觯澹颍螅幔斓囊环N仿真方法，和用單指令實現(xiàn)相比只有微小的性能損失。例如，對于一個５１２個樣本的ｆｆｔ來說，在ａｒｍ９ｅ核上需要大概２９ｋ的時鐘周期，其中只有大概３００個時鐘周期是用來仿真ｂｉｔ－ｒｅｖｅｒｓｅｄ�。幔洌洌颍澹螅螅椋睿绲�，只占了整個ｆｆｔ變換的１％。

　　案例分