ЦИФРОВЫЕ ПРОЦЕССОРЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ СЕРИИ TMS320
ЦПОС-процессоры происходят от так называемых Фурье-процессоров, которые производили единственный набор команд по БПФ (быстрое преобразование Фурье) и входили в состав ЦОС-системы как один^з элементов вычислителя. Обычно сигнальный процессор производит одновременно операцию умножения, сложения результата с предыдущей суммой, сдвига и подготовки очередного слова данных за один такт (это время колеблется от 20 не у самых быстрых до 200 не у не очень быстрых). Сигнальные процессоры оперируют с 16-, 32-, 64-, 128-разрядными данными, часть из них имеет встроенные команды для работы с числами с плавающей запятой. Некоторые процессоры имеют встроенную память программ и данных, что позволяет обойтись без дорогой быстродействующей памяти вне процессора. Наиболее известными в нашей стране являются сигнальные процес-
соры фирм Texas Instruments, Analog Devices, Motorola. Отдельно можно отметить Intel 860 и отечественную Ренату.
Многие фирмы делали попытки разработать популярный ЦПОС с высокой производительностью. И Intel, и Hitachi пробовали добиться успеха в этой области еще в 70-е годы.
В начале 80-х появились первые ЦПОС с архитектурой, ориентированной на БПФ (по набору команд их отнесли к RISC-процессорам с ограниченной системой команд). Стоит выделить TMS320clO фирмы TEXAS INSTRUMENTS (TI) (1984-й год). По архитектуре он ориентирован на БПФ. Эту черту сохранили и все последующие поколения TMS-ов (что бесспорно является характерным признаком ЦПОС и до наших дней). Процессор имел 16 разрядов и внешнюю память программ. Впоследствии на рынок были представлены модификации. Быстродействие колебалось от 3,5 до 6 Mips в зависимости от модификации. 32-разрядное ALU в сочетании с 16х16 умножителем и 32-разрядным аккумулятором обеспечивали элементарную операцию БПФ с невиданной по тем временам скоростью — 180 не. Размещенная на кристалле память (144/256 байт) позволяла параллельно считывать очередную команду и выполнять предыдущую, чему способствовало разделение шины данных и шины программ.
Разные модификации имели память программ на кристалле (до 4Кх16), порты для управления, последовательные каналы, таймеры и watchdog-таймеры и режим микропотребления.
Область применения данного семейства ЦОС-процессоров
— обработка речевых сигналов, несложные телефонные модемы, системы управления с анализом произвольных сигналов, робототехника, ультразвуковая локация — словом, те области, где необходимо анализировать сигналы. На мировом рынке эти процессоры заняли одно из ведущих мест. В конце 80-х
— начале 90-х годов процессор повторили в Воронеже (КР1867ВМ1) и Минске (экспериментальные образцы).
Однако небольшое адресное пространство (всего 4 Кб) и небольшая память данных ограничивали возможности ЦПОС 32010, и без того не очень большие. Требовался ЦПОС, способный решить задачи:
- звуковой и ультразвуковой локации;
- сложной обработки речи и цифровой телефонии;
- систем реального времени для управления;
- обработки изображения;
- цифровой радиопередачи и приема сигналов.
Т.е. он был нужен везде, где требовалось обработать аналоговый сигнал в цифровом виде в широком спектре и в большом динамическом диапазоне.
Переработав 32010, TEXAS INSTRUMENTS в 85-86 гг. предложила новую серию ЦПОС 32020, сохранив архитектуру и программную совместимость с 10-й серией.
Прежде всего увеличили разрядность шины адреса, доведя адресное пространство до 64Кх16. Сократили цикл процессора и повысили тактовую частоту. Увеличили глубину программного стека (вдвое), объем памяти данных на кристалле (до 544 слов) и кол-во дополнительных регистров (до восьми), ввели последовательные каналы и таймер. Все это позволило поднять производительность в 4 раза (при тактовой частоте 50 МГц). Были введены дополнительные команды (до 133). Каких-то принципиальных отличий от 10-й серии внесено не было (только новые команды).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.