Основные особенности ЦСП, обеспечивающие эффективную реализацию алгоритмов ЦОС. Характеристики ЦСП

аппаратная реализация комплексной операции умножения с накоплением (суммирование локальных произведений - МАС);

3) применение арифметики с фиксированной точкой (ФТ) и плавающей точкой (ПТ) с разнообразной разрядностью;

4) параллельное выполнение отдельных частей программы, которое достигается аппаратной реализацией ряда типовых алгоритмов ЦОС;

5) большая внутрикристальная память данных и память программ;

6) разнообразие режимов адресации применительно к различным задачам;

7) обработка в реальном времени данных, поступающих с высокой скоростью;

8) наличие внутрикристальной периферии (последовательных и параллельных интерфейсов, портов ввода/вывода, таймеров);

9) малое время обращения к элементам внешней периферии.

Рассмотрим характеристики ЦСП, которые важны при выборе процессора для конкретной разработки и обычно приводятся в различных таблицах для сравнения.

Характеристики ЦСП:

1. Тип арифметики. Форма с плавающей точкой является более гибкой и удобной при разработке системы обработки сигналов, однако соответствующие процессоры являются более сложными и дорогими устройствами.

2. Разрядность данных. Все обычные ЦПОС с плавающей точкой используют слово данных длиной в 32 бита. Для ЦПОС с фиксированной точкой обычный размер слова данных - 16 бит. Большинство процессоров допускают обработку с двойной точностью.

3. Общее быстродействие. Одним из самых важных параметров с точки зрения конкретных применений является быстродействие процессора. Для характеристики быстродействия используют различные параметры:

3.1. Тактовая частота работы процессора и связанное с ней время командного цикла. Как правило, при описаниях процессоров обычно указывается внешняя тактовая частота, подаваемая на процессор. Она может отличаться от внутренней частоты работы из-за наличия системы деления или умножения частоты. Для последних процессоров, в которых внешняя частота может изменяться в широких пределах, чаще указывают внутреннюю частоту работы процессора.

3.2. Время командного цикла связано с внутренней частотой работы процессора. Так как отдельная операция в процессоре может выполняться как за несколько циклов, так и за один, время командного цикла является самой неоднозначной характеристикой быстродействия процессора. К тому же, в некоторых процессорах используется параллельное выполнение команд и параллельная работа нескольких операционных модулей. Поэтому время цикла полностью не характеризует реально выполняемую процессором работу.

3.3. Количество миллионов команд, выполняемых за секунду MIPS (Million instructions per second). В ЦСП используются различные команды, в том числе комбинированные, в соответствии с которыми одновременно выполняется несколько операций. Кроме того, существуют процессоры с несколькими АЛУ, в которых применяются длинные команды. Таким образом, одной команде в разных процессорах соответствует различная выполняемая работа. Поэтому характеристика MIPS неоднозначно определяет быстродействие процессора.

3.4. Количество миллионов операций за секунду MOPS (Millions operations per second) или Количество миллионов операций с плавающей точкой за секунду MFLOPS (Millions of floating-point operations per second). Эта характеристика учитывает выполнение параллельных команд и одновременную работу нескольких операционных модулей. С учетом того, что к выполняемым операциям относят и выборки команд