首先，我们抛开与本问关系不大的处理器外围接口（实际上现在不仅单片机，DSP往往也有非常丰富的外围借口，包括数据采集和通讯，GPIO），即把单片机当做通用处理器对待，来讨论两者的区别。最主要的区别是：DSP为了提高信号处理运算（最典型的是多项式运算，比如进行FFT和FIR）的效率，专门设计了循环乘累加指令及其相应的硬件架构（如硬乘法单元，指令与数据分区寻址，等），这样一条指令就能完成普通处理器需要多条指令和很多机器周期才能做的运算。
具体的DSP还有不同数据宽度和定点浮点之分。从理论上讲，DSP和通用处理器之间并没有绝对不可逾越的功能区别，也即：DSP完全可以当做通用处理器使用，而如果要使通用处理器完成信号处理，则效率要低得多。比如，完成一次1024点的基4复数FFT，用DSP可能只需100微妙，而用相同位宽和相似主频的通用处理器，或许要耗时1毫秒乃至更长。
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