Состав и архитектура процессоров семейства ADSP-218х

A DSP-218x – это третье поколение 16-разрядных программно совместимых ЦСП с фиксированной точкой фирмы Analog Devices. Они имеют общую архитектурой и отличаются в основном техническими характеристиками (табл. 16.2). Совместимыми с ними по коду являются и высокопроизводи- тельные ЦСП нового поколения ADSP-219x.

*Тактовой частотой характеризуется производительность процессоров данного семейства (MIPS), так как все их команды выполняются за один такт (цикл) процессора.

Архитектура процессоров ADSP-218x, отражающая состав, взаимосвязи и взаимодействие их функциональных устройств или модулей, включает:

♦ Три независимых вычислительных устройства  арифметикологическое (АLU), умножитель/аккумулятор (MAC) и устройство циклического сдвига (SHIFTER).

♦ Два устройства генерации адресов данных DAG1, DAG2 (Data Address Generator).

♦ Программный автомат или генератор адресов инструкций, управляющий выполнением программы.

♦ Память программ (PM) типа ОЗУ или ПЗУ, где могут храниться также и данные, и память данных (DM) типа ОЗУ.

♦ Внутренние 14-разрядные шины адреса памяти данных DMA (Data Memory Address) и адреса памяти программ PMA (Program Memory Address), 16-разрядная шина данных памяти данных DMD (Data Memory Data) и 24- разрядная шина данных памяти программ PMD (Program Memory Data), мультиплексируемые в две внешние шины  шину адреса и шину данных; общая шина результатов вычислительных устройств (R).

♦ Устройство обмена данными между 24-разрядной шиной PMD и

16-разрядной шиной DMD (8-битный регистр обмена РХ).

Знание функциональных устройств и в первую очередь вычислительных и управления данными на уровне их программных регистровых моделей необходимо для программирования ЦСП на языке ассемблера.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет арифметические и логические операции с 16-битовыми операндами Х, Y и возвращает 16-битовый результат R. Источниками операнда X являются входные регистры АХ0, АХ1 и регистры результатов АЛУ (AR), умножителя-накопителя (MR0, MR1, MR2) и устройства сдвига (SR0, SR1). Источниками операнда Y являются входные регистры АY0, АY1 и регистр обратной связи АЛУ АF.

АЛУ принимает также сигнал переноса СI из регистра состояния АSТАТ устройства управления программой и генерирует 6 сигналов (признаков) состояния, фиксируемых в этом же регистре: нуля (АZ), отрицания (АN), переноса (АС), переполнения (АV), знака операнда Х (АS) и частного (АQ). Программно доступные регистры AX0, AX1, AY0, AY1, AR, AF основного и теневого набора представляют АЛУ на общей программной регистровой модели процессора (рис. 16.3).

АЛУ реализует 19 стандартных функций или операций типа:

R = X + Y; R = X + Y + CI; R = X – Y; R = X – Y + CI – 1; R = X OR Y и т.д.

Им соответствуют условные и безусловные ассемблерные инструкции ALU: IF AV АR = АX0 + АY1; АR = АX1 + АY1 + C; АF = АX0 – АY0;

ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

Цифровая Обработка Сигналов (ЦОС) является одной из самой мощных технологий, которая охватит науку и технику в двадцать первом веке. Революционные изменения уже коснулись широкого круга областей: коммуникация, медицинская визуализация изображений, радиолокация и гидролокация, высококачественная воспроизведение музыки, разведка нефтяных месторождений и многих других. В каждой из этих областей произошло глубокое проникновение технологии цифровой обработки сигналов, включающее разработку собственных алгоритмов, математических выводов и специальных методов. Эта комбинация «ширины» и «глубины» проникновения цифровой обработки сигналов делает невозможным индивидуально овладеть всей технологией, которая уже разработана к настоящему времени. Обучение ЦОС включает в себя две задачи: усвоение основных принципов и изучение специализированных методов, которые необходимы для применения ЦОС в конкретных областях науки и техники.

Телекоммуникация осуществляет передачу информации из одного местоположения в другое. Типы информации включают в себя: телефонные разговоры, телевизионные сигналы, компьютерные файлы и др. Чтобы передать информацию требуется канал связи, соединяющий два пункта. Это может быть витая пара, радио сигнал, светопровод и т.д. Телекоммуникационные компании взимают плату за передачу информации заказчика, поскольку они должны оплатить проведение канала и поддерживать его работоспособность. Финансовая стратегия компании проста: чем больше информации она может пропустить через один канал, тем больше денег будет заработано. ЦОС совершила революцию телекоммуникационной индустрии во многих областях: генерирование и детектирование тоновых сигналов, сдвиг полосы частот, фильтрация сетевых радиопомех и т.д. Мы обсудим три специфических примера из телефонных сетей: мультиплексирование, сжатие и подавление отраженных сигналов.

В мире приблизительно один биллион телефонов. При нажатии нескольких кнопок коммутируемая сеть позволяет за пару секунд установить соединение между двумя людьми. Необъятность этой задачи просто поражает! До 60-х годов соединение требовало прохождения аналоговых речевых сигналов через механические ключи и усилители. Одно соединение требовало одну пару проводов. ЦОС преобразует звуковые сигналы в поток последовательных цифровых данных. Поскольку биты могут быть упаковываться и далее разделяться, несколько телефонных разговоров могут передаваться по одному каналу связи. Например, телефонный стандарт, известный как система T-carrier, может одновременно передавать 24 речевых сигнала. Каждый речевой сигнал дискретизируется 8000 раз в секунду с использованием 8-битного аналого- цифрового преобразования с компандированием (логарифмическое сжатие). Результат по каждому речевому сигналу будет представлять собой поток со скоростью 64000 бит/с, а все 24 канала будут заключены в потоке 1.544 Мб/с. Этот сигнал может передаваться по обыкновенной телефонной линии на расстояние до 1800 м. Экономическое преимущество цифровой передачи громадно. Провода и аналоговые ключи дорогостоящие, цифровые логические элементы дешевы.

Когда речевой сигнал оцифровывается с дискретизацией 8000 выборок в секунду, большая часть полученной информации избыточна. То есть, информация, содержащаяся в одном отсчете, часто повторяется в последующих отсчетах. Для того чтобы уменьшить поток данных разработаны множество алгоритмов сжатия данных. Для восстановления оригинальной формы сигнала применяются соответствующие алгоритмы распаковки данных. Эти алгоритмы различаются по степени достигаемого сжатия и качества восстановленного звука. Например, уменьшение потока от 64 Кб/с до 32 Кб/с не оказывает особенного влияния на качество звука. При сжатии потока данных до 8 Кб/с, качество звукового сигнала заметно ухудшается, но является приемлемым для передачи по телефонным линиям. Наибольшее достигаемое сжатие потока данных составляет около 2 Кб/с. При этом звуковой сигнал получается значительно искаженным, но может использоваться в некоторых приложениях, например, в военной или подводной коммуникации.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: