Дискретные системы и цифровая обработка сигналов. Дахнович А.А. - 59 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

6. ЦИФРОВЫЕ СИГНАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ
Цифровые сигнальные процессоры (ЦСП) – одна из разновидностей микроконтроллеров, предназначенная для реализа-
ции алгоритмов ЦОС и систем управления в реальном времени. Появившись в начале 80-х годов ХХ века, ЦСП выделились в
отдельную и весьма бурно развивающуюся отрасль электронной индустрии. Ведущая роль в производстве ЦСП принадлежит
фирмам Texas Instruments (процессоры семейства TMS320CXX), Motorola (процессоры семейств DSP560XX и DSP9600X),
Analog Devices (процессоры семейств ADSP21XX и ADSP210XX) и Lucent Technologies (процессоры семейств DSP16XX).
Особенности аппаратной архитектуры и системы команд ЦСП определяются характером решаемых ими задач, которые, если
говорить коротко, сводятся к выполнению в реальном времени сравнительно простых арифметических и логических опера-
ций над большими объемами данных, возникающих в процессе интенсивного обмена с внешними устройствами. Отсюда
основными требованиями к ЦСП являются высокая производительность и развитый внешний интерфейс, что и достигается в
настоящее время благодаря специфической архитектуре и проблемно-ориентированной системе команд. В ЦСП широко ис-
пользуются все известные методы повышения производительности: разделение шин команд и данных (Гарвардская архитек-
тура), конвейерное выполнение команд, аппаратная реализация ряда программных функций, дублирование функциональных
узлов и их параллельное использование, встроенная кэш-память, сокращенный набор команд (RISC-процессоры) и введение
специальных команд, ориентированных на ЦОС. Кроме этого современные ЦСП отличаются наличием разнообразных уст-
ройств ввода/вывода и периферии: параллельные и последовательные порты, каналы прямого доступа к памяти, АЦП и
ЦАП, разнообразные модули (кодеки, компрессоры, генераторы сигналов ШИМ и т.п.).
Существующие ЦСП можно разбить на два класса: процессоры обработки данных в формате с фиксированной точкой
(ФТ) и процессоры, работающие в формате с плавающей точкой (ПТ). ЦСП с ФТ обычно имеют разрядность 16 или 24,
меньшую сложность функциональных узлов и, соответственно, меньшую цену. ЦСП с ПТ имеют разрядность 32, более
сложную структуру и большую цену. Их использование оправдано в задачах, связанных с выполнением интегральных и
дифференциальных преобразований,
определением логарифмических
Таблица 6.1
Фирма
изготовитель
Семейство
процессоров
Тип
арифметики
Разрядность
Texas Instruments TMS320C2XX
TMS320C3X
TMS320C4X
TMS320C5X
TMS320C54X
TMS320C8X
TMS320C5000
TMS320C662
TMS320C67X
ФТ
ПТ
ПТ
ФТ
ФТ
ФТ
ФТ
ФТ
ПТ
16
32
32
16
16
8/16
16
32
32
Motorola DSP560XX
DSP561XX
DSP563XX
DSP566XX
DSP568XX
DSP9600X
ФТ
ФТ
ФТ
ФТ
ФТ
ПТ
24
16
24
16
16
32
Analog Devices ADSP-21XX
ADSP-210XX
ФТ
ПТ
16
32
Lucent Technologies DSP16XX
DSP32XX
ФТ
ПТ
16
32
зависимостей и с рядом других вычислений, чувствительных к точности представления данных в широком динамическом
диапазоне. Работа с ПТ существенно упрощает и ускоряет обработку, повышает надежность программы, так как автоматиче-
ски решает задачу правильного округления и нормализации данных. Большинство фирм выпускает ЦСП с обоими типами
арифметики (табл. 6.1).
6.1. ГАРВАРДСКАЯ АРХИТЕКТУРА И
КОНВЕЙЕРНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ КОМАНД
Традиционные вычислительные системы имеют так называемую фон-неймановскую архитектуру, для которой харак-
терным является наличие общей памяти команд и данных, и одной пары шин: шины адреса (ША) и шины данных (ШД). Уп-
рощенная фон-неймановская архитектура представлена на рис. 6.1.

Страницы