DSP芯片已成为集成电路中发展最快的电子产品,尤其是16位定点DSP器件是市场上的主流产品.在国外已经有不少成熟的DSP产品,但是国内在DSP芯片设计方面的研究仍然处于起步阶段.作者承担了"16位定点数字信号处理器DSPD16芯片设计"项目中数据路径的设计研究工作.论文考察了当前通用数字信号处理器的体系结构,根据16位定点数字信号处理器DSPD16要实现的指令系统功能,确定了其数据路径的结构.论文设计的重点是数据路径中各运算部件的逻辑级及电路级设计,并充分运用了电路设计策略来提高电路性能.对该数据路径的设计,论文完成的主要工作有:1.文中根据指令系统所要求的移位功能的不同,设计了三个桶形移位器,分别采用了全编码、全译码、部分译码三种不同的结构来实现.2.对于不同的运算功能,采用了不同的加法器方案.其中32位算术逻辑运算单元的设计,本文提出了一种完全由选择器构成的选择进位加法器的新方案,也就是在分段的选择进位加法器段内继续采用选择进位加法结构.理论分析及电路仿真结果表明采用文中提出的选择进位加法器结构能有效降低进位电路的延时.3.对于16x16位定点乘法器,采用基4的Booth算法,以保留进位加法器构成并行阵列乘法器作为运算的主要部分,并对其中的关键电路结构、单元进行优化设计.论文将复杂的16位定点DSP微处理器数据路径的功能划分为小的功能模块,对其中主要模块在逻辑级上进行了详细的设计,并进行了功能仿真验证;在电路级层次上对主要电路单元进行了设计和时序仿真验证,结果表明设计实现了系统所要求的指令功能.本论文的研究为复杂的DSP微处理器的设计积累了经验,本文的设计结果与控制器集成后,可形成具有实用价值的16位定点DSP处理器内核,是完成整个DSP芯片设计的基础.