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

63813. Организация скорой медицинской помощи 33 KB
  Организация скорой медицинской помощи Первые станции СМП появились в нач. Сейчас СМП претерпела изменения. СМП врачи скорой помощи. В крупных городах в 70 е гг неотложную помощь и СМП объединили.
63814. Организация и управление лечебно-профилактической помощью сельскому населению 28 KB
  К функциям земского самоуправления относилась и организация мед. В 1936 году медицинская организация Лиги наций признала что наиболее удобной формой помощи сельскому населению является сельский врачебный участок.
63815. Фельдшерско-акушерский пункт 22 KB
  Санитарно – противоэпидемическая работа: а) организация прививок среди населения б) организация подворных обходов с целью выявления инфекционных больных) санитарный надзор за детскими, коммунальными, пищевыми объектам...
63816. Сельская участковая больница. Сельская врачебная амбулатория 29 KB
  В больнице 1 категории 6 отделений: терапевтическое хирургическое акушерско-гинекологическое педиатрическое инфекционное противотуберкулёзное. В каждой последующей категории на 1 отделение меньше.
63817. Центральная районная больница 31 KB
  Центральная районная больница ЦРБ Оказывает помощь жителям: жителям районного центра по участковому принципу проживающим на приписных участках по участковому принципу. Те населённые пункты которые находятся недалеко от ЦРБ и обслуживаются ею называются приписными участками проживающим в сельской местности...
63818. Областная больница, структура, задачи 24.5 KB
  ОБ является центром организационно методического руководства всех мед. учреждений области и базой специализированной помощи и специализации и повышения квалификации среднего и старшего мед. Имеет клинико экспертный отдел который проводит анализ оказанной помощи проводит экспертизу...
63819. Охрана материнства и детства — приоритетное направление здравоохранения 30 KB
  Показатели здоровья женщин и детей являются наиболее чувствительным индикатором социально-экономического развития общества. Деятельность государственной системы охраны материнства и детства направлена на реализацию комплекса социально-экономических и лечебно-профилактических мер...
63820. Родильный дом 30 KB
  Стационар родильного дома имеет следующие подразделения: 1 приемно-пропускной блок; 2 родовые отделения; 3 послеродовое физиологическое первое акушерское отделение 50 55 акушерских коек; 4 обсервационное второе акушерское отделение 20 25 акушерских коек...
63821. Женская консультация 28.5 KB
  Основными задачами женской консультации являются: проведение профилактических мероприятий направленных на предупреждение осложнений беременности родов послеродового периода гинекологических заболеваний; оказание лечебно-гинекологической помощи...