随着芯片业的飞速发展，数字信号处理器(DSP)无论从制造工艺、体系结构等方面都取得了巨大的发展。随着DSP芯片性价比和开发手段的不断提高，数字信号处理技术已经在通讯，多媒体，信息家电等各个领域得到了极为广泛的应用。作为当今一个应用的热点，多媒体应用也强劲地推动着芯片业的发展。DSP以其体系结构上的特殊性，强大的处理能力和相对较低的功耗水平，特别适合于多媒体领域的应用。 本文讲述的是由浙江大学信息与电子工程学系SOC R&D小组开发的具有自主知识产权的DSP处理器——MD16。该DSP核是一个16位的数据位宽和24位的指令位宽，所有的指令都是在4级流水线中完成的。MD16内核有两个片上存储器(程序存储器和数据存储器)，二维的数据存储模式可以支持同时访问两个数据，因此对实现FIR，IIR和FFT算法特别有效。最后在0.18微米CMOS标准单元库支持下实现，工作频率可以达到160MHz以上。 MD16的指令针对数据处理领域而设计，具有丰富的指令寻址模式和指令操作，可进行大量的、实时的数据算术运算。为了使MD16更适应多媒体的应用，有必要提高系统的并行性，所以MD16在设计中实现了部分并行，即可以实现单条指令多个操作。本文还提出了部分SIMD的概念，即通过分裂式ALU设计及相应的指令设计，对部分操作可实现单条指令多操作数的运算。 I／O系统是DSP系统的重要组成部分，通过MDl6的总线设计，探讨了多级存储器系统结构中的分级总线以及应用于多芯片系统的适应SOC发展趋势的片上网络。DMA是I／O系统的重要组成部分，MD16的DMA控制器不仅具有一般的DMA功能，同时还具有boot功能(即通过设置可利用DMA控制器实现系统的启动加载)。通过结合MD16以及MD32的DMA控制器设计，从软、硬件两个方面，以系统的观点提出了如何设计基于DSP系统的DMA控制器。 对数字处理器进行测试，一方面在设计阶段要考虑可测试性设计，另一方面要为测试构建测试平台。由于USB(Universal Serial Bus)总线具有可靠传输、高速、灵活、方便等特点。在MD16的测试平台上，采用USB取代并口实现软硬件平台间的通信，将USB IP核集成到MD16的测试平台上。利用USB，对MD16的进出数据进行有效的调度，最终实现软平台和MD16数据的交换，完成对MD16的测试。