18803

Назначение и особ-ти архитектур цифровых сигнальных процессоров

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Назначение и особти архитектур цифровых сигнальных процессоров. Цифровой сигнальный процессор ЦСП это специализированный процессор предназначенный для обработки в реальном масштабе времени сигналов непрерывного вида с использованием математического аппарата ц

Русский

2013-07-08

34.91 KB

10 чел.

Назначение и особ-ти архитектур цифровых сигнальных процессоров.

Цифровой сигнальный процессор (ЦСП) – это специализированный процессор, предназначенный для обработки в реальном масштабе времени сигналов непрерывного вида с использованием математического аппарата цифровой обработки сигналов (ЦОС).

Отличительной особенностью задач цифровой обработки сигналов является поточный характер обработки больших массивов данных в режиме реального времени, требующий от технических средств высокой производительности и обеспечения возможности интенсивного обмена с внешними устройствами . Соответствие данным требованиям достигается благодаря специфической архитектуре сигнальных процессоров и проблемноориентированной системе команд. Сигнальные процессоры обладают высокой степенью специализации. В них широко используются методы сокращения длительности командного цикла, характерные и для универсальных RISC-процессоров, также как конвейеризация на уровне отдельных микроинструкций, размещениеоперандов большинства команд в регистрах, использование теневых регистров для сохранения состояния вычислений при переключении контекста. В то же время для сигнальных процессоров характерным является наличие аппаратного умножителя, позволяющего выполнять умножение двух чисел за один командный такт.

Основные достоинства ЦСП

1. Перепрограммируемость.

2. Стабильность.

3. Повторяемость.Характеристики цифровых схем практически не изменяются от устройства к устройству. Одна и та же операция умножения, выполненная на 1000 компьютеров или ЦСП, дает совершенно одинаковый результат.

4. Специальные приложения. Некоторые алгоритмы обработки сигналов, например, канальное кодирование, могут быть реализованы только цифровыми методами.

Стандартная схема применения ЦСП

Аналоговый сигнал Х(t) преобразуется в цифровую форму в аналогоцифровом преобразователе (АЦП) и в виде последовательности многоразрядных двоичных слов Х(kt) поступает в ЦСП. ЦСП производит преобразование входной последовательности в соответствии с определенным алгоритмом ЦОС. Выходная последовательность двоичных слов Y(kT) поступает в цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), где формируется выходной аналоговый сигнал Y(t). Следует отметить, что данная схема условна, поскольку у ЦСП в зависимости от особенностей аппаратуры может быть либо цифровой вход, либо цифровой выход, либо и цифровой вход и цифровой выход. Но независимо от этого основное назначение ЦСП заключается в выполнении в реальном масштабе времени алгоритмов ЦОС.

Примеры использования ЦСП:

1. Системы цифрового управления. В тех системах управления объектами, где не хватает скорости или разрядности микроконтроллеров применяют ЦСП.

2. Обработка звука.

3. Видеотелефоны.

4. Модемы.

5. Трехмерная графика.

6. Обработка изображений.

7. Устройства для мобильных телефонов.

Особенности архитектуры

Структура ЦСП

Типовые ЦСП состоят из :

• арифметикологического устройства (АЛУ);

• блока аппаратного умножения;

• памяти программ и данных;

• портов ввода/вывода.

Конфигурация зависит от назначения устройства. Например, для звуковой системы потребуются АЦП и ЦАП, в то время как сетевому коммутатору они не нужны. Рассмотрим наиболее важные компоненты ЦСП.

АЛУ выполняет основные операции: сложение, вычитание, сдвиг и другие.

ЦСП обязательно имеют блок аппаратного умножения. Иногда используются дополнительные арифметические блоки, предназначенные для выполнения других математических вычислений и логических операций в то время, когда основной арифметический блок занят. Наиболее развитые ЦСП содержат векторные сопроцессоры.

ЦСП обычно имеют последовательные и параллельные порты для высокоскоростнойсвязи с другими процессорами и преобразователями форматов данных. Последовательные интерфейсы упрощают алгоритмы декодирования адреса.

Память данных и память программ содержат, соответственно, информацию и команды для ЦСП. В большинстве случаев, ЦСП считывает в памяти данных некую информацию, обрабатывает ее согласно очередной команде и записывает обратно в память. В большинстве современных ЦСП память данных реализована на кристалле и работает значительно быстрее, чем внешняя.

Аналогоцифровой и цифроаналоговый преобразователи выполняют для ЦСП роль «переводчиков». ЦСП может работать только с цифровыми данными, поэтому сигналы, поступающие из внешнего мира, должны быть преобразованы в цифровые сигналы на входе и в аналоговые на выходе.

Современные ЦСП также содержат различные оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), таймеры, менеджеры событий, блоки управления энергоресурсами и т.п.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

41074. Права та обов’язки замовників екологічної експертизи 67.5 KB
  Права та обовязки замовників екологічної експертизи Порядок проведення екологічної експертизи Фінансування екологічної експертизи Міжнародне співтовариство в галузі екологічної експертизи
41075. ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ ЕКОЛОГІЧНОЇ ЕКСПЕРТИЗИ 83 KB
  Загальна схема процесу екологічної експертизи Елементи процесу екологічної експертизи: доля громадськості і розгляд альтернатив Загальна схема процесу екологічної експертизи У цій лекції ми спробуємо розглянути основні елементи екологічної експертизи проектів ЕЕП.
41076. ЕКОЛОГІЧНА ЕКСПЕРТИЗА: ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ПРИНЦИПИ 91.5 KB
  Поняття екологічної експертизи Загальні принципи екологічної експертизи та їх зв'язок з принципами сталого розвитку Предмет екологічної експертизи Учасники процесу екологічної експертизи
41077. Топология коммуникаций пакетов и ретрансляция кадра (Frame Relay) 285 KB
  В то же время, рост компьютерных приложений, требующих высокоскоростных коммуникаций, распространение интеллектуальных ПК и рабочих станций, доступность высокоскоростных линий передачи с низким коэффициентом ошибок — все это послужило причиной создания новой формы коммутации в территориальных сетях.
41078. Сутність та призначення систем підтримки прийняття рішень 54 KB
  Сутність та призначеннясистем підтримки прийняття рішень Системи підтримки прийняття рішень СППР виникли на початку 70х років минулого століття завдяки дальшому розвитку управлінських інформаційних систем і являють собою системи розроблені для підтримки процесів прийняття рішень менеджерами за складних слабоструктурованих умов. На розвиток СППР істотний вплив справили вражаючі досягнення в галузі інформаційних технологій зокрема поява телекомунікаційних мереж персональних компютерів динамічних електронних таблиць експертних систем...
41079. Цілі СППР та чинники, що сприяють їх досягненню 55 KB
  Цілі СППР та чинникищо сприяють їх досягненню Необхідність компютерної підтримки прийняття рішень в економіці та бізнесі нині зумовлена дією низки обєктивних причин зокрема: збільшенням обсягів інформації що надходить до органів управління і безпосередньо до керівників; ускладненням завдань що розвязуються щоденно і на перспективу; необхідністю обліку і урахування великої кількості взаємоповязаних факторів і вимог що швидко змінюються; необхідністю зняття невизначеності повязаної з неможливістю кількісного вимірювання окремих...
41080. Зародження і розвиток концепції СППР 50.5 KB
  Стисла історія розвиткусистем підтримки прийняття рішень Зародження і розвиток концепції СППР Системи підтримки прийняття рішень почали розвиватися на ранніх стадіях ери розподіленого обчислення. Історія таких систем веде відлік приблизно з 1967 року і за цей час СППР пройшли значний шлях розвитку включаючи орієнтовані на моделі СППР інструментальні засоби запиту та звітування системи бізнесової інформації Business Intelligence оперативне аналітичне оброблення OLP групові СППР та виконавчі інформаційні системи. Наприкінці 60х років...