Señales de procesador de señal digital (Procesador de señal digital - DSP) es un microprocesador programable especializado diseñado para manipular el flujo de datos digitales en tiempo real. Los procesadores DSP se utilizan ampliamente para manejar la información de gráficos, las señales de audio y video.

Alguna computadora moderna Equipado con un procesador central y solo unos pocos: procesador de procesamiento de señal digital (DSP - procesador de señal digital). El procesador central, obviamente, es un sistema digital y procesa datos digitales, por lo que a primera vista no está claro la diferencia entre los datos digitales y las señales digitales, es decir, aquellas señales que manejan los procesos del DSP.

Las señales digitales, en general, atribuyen naturalmente todas las transmisiones de información digital que se forman durante las telecomunicaciones. La principal cosa que distingue esta información no se ingresa necesariamente en la memoria (y, por lo tanto, puede ser inaccesible en el futuro), por lo tanto, es necesario procesarlo en tiempo real.

El número de fuentes de información digital es casi ilimitada. Por ejemplo, los archivos descargados en formato MP3 contienen señales digitales, en realidad representando la grabación de sonido. En algunos ámbolos, las señales de video están digitalizadas y grabadas en formato digital. En los caros modelos de teléfonos inalámbricos y celulares, la voz también se convierte en una señal digital.

Variaciones sobre el tema.

Los procesadores DSP son fundamentalmente diferentes de los microprocesadores que forman el escritorio del escritorio. Por la naturaleza de sus actividades, el procesador central tiene que realizar funciones unificadoras. Debe administrar el trabajo de varios componentes de hardware de computadora, como las unidades, pantallas gráficas y una interfaz de red para garantizar su trabajo consistente.

Esto significa que los procesadores centrales de las computadoras de escritorio tienen una arquitectura compleja, ya que deben respaldar las funciones básicas como la protección de la memoria, la aritmética entera, la operación de punto flotante y el procesamiento de gráficos vectoriales.

Como resultado, un procesador central moderno típico admite varios cientos de equipos que aseguran la ejecución de todas estas funciones. Por lo tanto, necesitamos un módulo para los comandos de decodificación, lo que permitiría implementar un diccionario de comandos complejos, así como muchos esquemas integrados. De hecho, deben realizar acciones definidas por los equipos. En otras palabras, un procesador típico en el escritorio contiene decenas de millones de transistores.

El procesador DSP, por el contrario, debe ser un "especialista estrecho". Es su única tarea es cambiar el flujo de señales digitales, y hacerlo rápidamente. El procesador DSP consiste principalmente en circuitos de hardware de alta velocidad que realizan funciones aritméticas y manipulan bits optimizados para cambiar rápidamente grandes cantidades de datos.

Debido a esto, el conjunto de comandos de DSP es mucho menor que eso procesador central computadora de escritorio; Su número no excede 80. Esto significa que el DSP requiere un decodificador de equipo liviano y un número mucho menor de dispositivos ejecutivos. Además, todos los dispositivos ejecutivos en última instancia deben soportar operaciones aritméticas de alto rendimiento. Por lo tanto, un procesador DSP típico no consiste en no más de varios cientos de miles de transistores.

Como altamente especializado, el procesador DSP se enfría perfectamente a su trabajo. Su funciones matemáticas Le permite recibir y cambiar continuamente la señal digital (como grabar a MP3 o grabar una llamada en un teléfono celular), sin frenar la transmisión de información y sin perderlo. Para aumentar banda ancha El procesador DSP está equipado con neumáticos de datos internos adicionales que proporcionan una transferencia de datos más rápida entre los módulos aritméticos y las interfaces del procesador.

¿Por qué necesitas procesadores DSP?

Las características específicas del procesador DSP en términos de procesamiento de información lo convierten en una herramienta ideal para muchas aplicaciones. Usando algoritmos basados \u200b\u200ben el aparato matemático apropiado, el procesador DSP puede percibir la señal digital y realizar las operaciones de convolución para obtener o suprimir esas u otras propiedades de la señal.

Debido al hecho de que en los procesadores DSP, significativamente menos transistores que en los procesadores centrales, consumen menos energía, lo que les permite usarse en productos de batería. Su producción es extremadamente simplificada, por lo que se encuentran utilizan en dispositivos de bajo costo. La combinación de bajo consumo de energía y bajo costo determina el uso de procesadores DSP en celulares Y en los robots-juguetes.

Sin embargo, el espectro de su aplicación está lejos de ser limitado. En virtud de una gran cantidad de módulos aritméticos, la presencia de datos integrados en el cristal de la memoria y los neumáticos de datos adicionales se pueden usar para admitir el procesamiento de multiprocesamiento. Pueden comprimir / desempacar el "video en vivo" al transmitir en Internet. Los procesadores DSP de alto rendimiento similares se utilizan a menudo en equipos para organizar la videoconferencia.

Dentro de DSP.

El siguiente diagrama ilustra la estructura del núcleo del procesador Motorola DSP 5680X. Los neumáticos internos separados de los comandos, los datos y las direcciones contribuyen a un fuerte aumento en el ancho de banda del sistema de computación. La presencia del bus de datos secundario permite que el dispositivo aritmético lea los dos valores, multiplíquelos y realice el funcionamiento de acumular el resultado para un reloj de procesador.

Inadvertidamente tropezó con el video de "Chip and Dip" # 1 Digital Sound Processing ADAU1701 | Proyecto abierto | Comienzo
Y luego "cubierto" con todo tipo de recuerdos sobre este tema. Decidí revisar lo que estaba pasando en nuestro tiempo en este frente, encontré que mucho bien e interesante.

La calidad del procesamiento ha crecido significativamente, el precio ha caído significativamente y el sonido DSP (procesamiento de señales digitales) ya está llamando a nuestra casa. :)
En este video, se considera el chip SigMADSP ADAU1701 y decidí ver lo que puedes crear con él y quedó muy impresionado con las posibilidades.
En ruso, puedes leer sobre ellos (). Para mí, este DSP le permite construir un normal. sistema acústico con un crossover externo. Las posibilidades del sistema es inimaginablemente más que mi sudor. Le permite programarle un recién llegado completo en la programación, pero comprender los componentes de sonido y cómo funcionan: filtros; cruces; Ecualizadores, etc. etc. Este conocimiento es necesario para configurar todo esto.
Este es el ejemplo de un ejemplo de proyecto en el programa de servicio y programación DSP:

Como puede ver casi no "valores digitales", y todo requiere "sonido".
Por supuesto, su ADC y su DAC "están lejos de ser de alta gama, pero el alta fidelidad, pero para el hogar de esta calidad es suficiente, y las posibilidades son muy altas. Es muy bueno que el DSP tenga un cálculo doble. Exactitud (56 bits) y se establece de forma predeterminada..
Bueno ... Pequeño / incompleto difirable cantado, ahora realidad.

Hay tarifas en diferentes versiones:
Opción 1. Tarifa completa de la prueba del fabricante cuesta ~ 12-15 mil rublos Y te permite evitar cualquier cosa. Imho La mayor ventaja sobre el resto es un completo SPDIF, es decir,. y entrada digital y salida digital Resultados. También le permite depurar algoritmos "sobre la marcha". Orden "para la colina" del sitio web del fabricante.
Opcion 2.. Este es un diseño ligeramente picado del taller: un conjunto de BM2114DSP. Tiene todas las entradas / salidas analógicas, pero la depuración sigue siendo "sobre la marcha".
Costo 4900 rublos.
Opción 3.. Esta es la versión máxima simplificada del uso de DSP de "Chip and Dip" de sus "fuerzas electrónicas" de Labotoria.
El kit se llama procesadores de señal digital RDC2-0027V1, un módulo de procesamiento de sonido digital en SIGMADSP ADAU1701, SigMastudio
Esta es una variante con la falta de programación "en la marcha". Crea un binario, convertir y "verter" con el "silbato" en la placa de errores. Lo lleva un poco de tiempo, pero se quita, y requiere una comprensión del proceso. :)
Costo de pago 950 rublos..

Sí, aclararé, la tarifa después de la programación funciona como un dispositivo independiente! Esos. ¡La PC siempre no es necesaria! Y a la Junta, puede conectar el "Twist" (codificadores); botones, etc., es decir, métodos externos Los ajustes son suficientes, no necesariamente para entrar en el código DSP.
La decisión es tuya...

Ahora se preocupa mi lista de deseos del pasado. Uno de los grandes problemas de los filtros pasivos es las distorsiones de fase y cuanto mayor sea la inclinación de la desaceleración del filtro, mayor será la distorsión de la fase. Debido a ellos, hay muchos orgullosos en los que es extremadamente difícil deshacerse y difícil de coordinar las diferentes bandas de frecuencia.
Los filtros digitales de datos no sufren esto y le permiten hacer mucho que coincida con las tiras de corte. Pero se hace necesario usar en lugar de un amplificador: tres, uno para cada rango de frecuencia (una vez la columna de 3 vías, luego se obtienen las bandas 3 y los amplificadores 3). Por supuesto, pueden ser optimizados por el poder (por ejemplo, en mi caso, habrá un LC - 30W; SC - 20W; HF - 10W), pero aquí en las posibilidades y un aficionado, creo que la unificación ganará. :)

Al finalizar el video

Ejemplo Cómo combinar el "dígito"

El chico recoge un monstruo en dos DSP.

No hace mucho tiempo, gracias a un gran progreso en el campo de la procesamiento de sonido y las tecnologías informáticas, dicho concepto como DSP - procesamiento de señales digitales (procesamiento de señal digital) se ha incluido firmemente en nuestra conciencia. El procesamiento de la señal digital es un campo de tecnología involucrado en algoritmos de computación en tiempo real. DSP nos cuenta sobre la posibilidad de que este o ese transceptor implemente este servicio a través de sus capacidades técnicas. Algunas transceptores modernos tienen procesamiento digital tanto de recepción como transmisión. Es seguro decir que el procesamiento digital proporciona una calidad que coincide con las nuevas tecnologías y la hora en que vivimos.

El procesamiento digital en relación con la radio aficionado se usa con mayor frecuencia en el procesamiento de la señal del éter, con el fin de garantizar una mejor recepción, elimine la interferencia que acompaña a la transferencia del corresponsal. Esto se hace cuando se trabaja con cualquier tipo de comunicación, incluida la digital. Para este propósito, una computadora con una tarjeta de sonido incorporada (ZK) y el software correspondiente a menudo pueden usar. Sin embargo, en tiempo real, la señal se procesa con un retraso, y si en el modo de recepción aún es tolerante, entonces durante la transmisión, no.

Trabajo SSB y utilizando capacidades de hardware y software de computadora en el procesamiento de la señal del micrófono, que está conectado a la tarjeta de sonido de la computadora (seguido de la señal de alimentación al modulador de transceptor balanceado), el retardo es muy significativo. Estamos hablando No es fácil mejorar la señal del micrófono a un cierto nivel con la ayuda del CC, y en el uso de programas de procesamiento de señales especiales en tiempo real. La situación está aún más agravada cuando se trabaja con especies digitales como AMTOR, PACTOR, PAQUETE, cuando la computadora se usa simultáneamente, digamos, como filtro de muesca y, junto con el controlador TNC disponible en la estación TNC, proporciona tipos de referencia de trabaja. El retraso en el procesamiento de la señal en la computadora en tales casos no es válido. Para deshacerse de este problema, use la tarjeta de audio AUDIGY-2 (por ejemplo, Audigy-2 24 bit 96 kHz).

Además, esta tarjeta de sonido tiene un procesador de efectos incorporados de hardware, que permite utilizar capacidades de software y hardware, para procesar la señal en tiempo real a un nivel suficientemente alto, es decir, En el modo de transmisión, por ejemplo, en los tipos de trabajo de trabajo: SSB, AM, FM: tienen un buen ecualizador, compresor, limitador y en modo de recepción: filtro de muesca, expansor o algo más.

Todo esto es posible incluso con computadora personal de procesador de pentium 200 ... 500 MHz, aunque se recibe el uso de máquinas más potentes, ya que hay características aún mayores de procesamiento de señales utilizando software - Plátigos enchufables y apropiados, el algoritmo de procesamiento que requiere un mayor rendimiento de la computadora.

En este caso, las tecnologías modernas permiten no usar dispositivos de procesamiento digital caros externos, pero en cierta medida para imitar su operación usando para este poder computacional Procesador central de computadora y tarjeta de sonido. Sin embargo, es posible con recursos informáticos realmente muy altos. Usando estas tecnologías, sigue siendo solo instalar el nodo de acoplamiento: la interfaz, entre el transceptor y la computadora y usar la posibilidad de este último.

Pagar por el procesamiento adecuado de la señal digital en el transceptor o usando una computadora, los aficionados de radio también utilizan unidades de procesamiento de DSP externas. Esta es una dirección relativamente nueva en los aficionados.

Se trata de el procesamiento digital de la señal utilizando equipos modernos de alta tecnología utilizados en radiodifusión y estudios musicales, lo que proporciona una calidad absolutamente profesional y naturalidad de sonido. Estas son consolas de mezclador de alta calidad, así como todo tipo de ecualizadores de múltiples bandas múltiples (más a menudo paramétricas), sistemas de cancelación de ruido, compresas de ruido, compresores, limitador, procesadores multimfectos, permitiendo diferentes algoritmos de procesamiento de sonido.

Cabe señalar que DSP es concepto general. Puede tener un ecualizador DSP, compresor, otros dispositivos e incluso un preamplificador de micrófono. Tener una función DSP en el transceptor es uno, tiene un estudio completo de equipos DSP: estas características completamente diferentes. Esto es cierto si en ambos casos, el procesamiento mencionado se lleva a cabo a baja frecuencia.

Fabricantes famosos de equipos DSP - Behringer www.behringer.com, Alesis www.alesis.com y otros: tienen una gran lista de ella, y gran parte de los aficionados de radio pueden aplicar con éxito.

Cada uno de estos dispositivos realiza su tarea y, por regla general, contiene ADCS y DAC de precisión de 24 bits (convertidores analógicos a digital y digital) en sus dos canales (convertidores analógicos y analógicos analógicos), operando en La frecuencia profesional de desacreditar y tener una gama de frecuencias operativas de 20 Hz ... 20 kHz.

Certificado breve

Convertidores analógicos y analógicos analógicos. El primero convierte una señal analógica en el valor digital de amplitud, el segundo realiza la transformación inversa.

El principio de operación del ADC consiste en medir el nivel de la señal de entrada y emitir el resultado en forma digital. Como resultado del trabajo de la ADC, la señal analógica continua se convierte en un pulso, mientras que simultáneamente mide la amplitud de cada pulso. El DAC recibe un valor de amplitud digital en la entrada y emite los pulsos de voltaje o la corriente del valor deseado, que el integrador ubicado detrás de él (filtro analógico) se convierte en una señal analógica continua.

Como cualquier otra inversión nueva (especialmente exigente de dinero), tiene sus partidarios y oponentes. Para lograr un alto nivel de calidad, se requiere un uso para transmitir un filtro más amplio en el transceptor SSB-3 KHz, y no 2.4 kHz o 2.5 kHz, pero esto no va más allá de las regulaciones de las comunicaciones de radio aficionados en términos del equipo. usó.

Hoy en día, rechazar el derecho a la existencia de la dirección en el procesamiento del sonido con la ayuda de dispositivos adicionales solo puede ser perezoso, envidioso o a quien no da la bienvenida al progreso y las nuevas tecnologías.

El audio de alta fidera en SSB es la alta calidad del procesamiento de la señal NF en SSB, o "SSB extendido": frases SSB extendidas, a menudo audibles y parcialmente explicando la actividad de más de 10 años de los aficionados de radio de todo el mundo en un Frecuencia de 14178 kHz.

Aquí está la "mesa redonda" de los amantes de las señales de estudio y las formas de recibirlos. Esta es una mesa redonda, que no tiene tiempo. El trabajo se lleva a cabo casi nubes. En el mundo hay un poco más de 100 aficionados de radio activos que usan estas tecnologías no están muy perturbadas por QRM, ya han logrado un éxito significativo en equipar sus estaciones y no solo han logrado amplificadores de potencia de transceptores de alta gama (a menudo de alta potencia), Pero también las antenas direccionales efectivas más importantes.

Muchos se escuchan en casi cualquier pasaje, y a veces en su ausencia de Bill, W2ONV, de New Jersey, la radio amateur más antigua y un gran especialista en el campo del procesamiento de sonido utilizando dispositivos DSP externos que tienen una potencia de 1,5 kW (máximo permitido en Los Estados Unidos) y dos canales de ondas de cuatro elementos sfazed, casi siempre se ha escuchado en Europa durante muchos años a una frecuencia de 14178 kHz. Personas que trabajan en esta "mesa redonda": diferentes edades, mayormente de 30 a 80 años, y el tono en el trabajo en mayor medida, especifique los aficionados de radio del grupo de edad anterior y este no es un tributo a la generación anterior, esta es una declaración del hecho de que tienen un gran éxito en el campo del procesamiento digital, porque poseen Conocimientos suficientes y equipos más serios.

Aficionados de radio en "14178": resistentes y tranquilos, totalmente entusiastas que siempre están contentos con su propio negocio y les brindan toda la asistencia de una gran contribución al desarrollo del procesamiento de sonido, los mismos aficionados de radio, la colocación de información útil. En sus páginas web en Internet, muchos estarán de acuerdo en que John, Nu9n, creó un sitio web en Internet, hizo una gran contribución al desarrollo de esta área (www.nu9n.com), donde publicó un libro de texto práctico en el uso De los dispositivos de procesamiento digital externos, la secuencia de sus parámetros de configuración de su conexión (pregunta muy importante) en el sitio web de NU9N también puede descargar muestras de señales DSP de muchos aficionados de radio para escucharlos bastante interesantes.

Lamentablemente, en el plan cuantitativo de la estación de la antigua Union, 14178 kHz es muy débil: Vasily, Er4DX, Igor, EW1MM, Sergey, EW1DM, Sergey, RW3PS, Victor, RA9FIF y OLEG, RV3Aaj (Ningún otro Datos) afecta a la falta de finanzas adicionales la adquisición de equipos de audio, así como la mentalidad de las personas, cuando no hay tiempo y dinero que hacer a todo esto, significa que es malo, significa que no es necesario obviamente, debería estar enfocado en el hecho de que todas las direcciones en los aficionados tienen derecho a la vida, ya sean competiciones, QRP (o QRO), DX'ing e incluso la ausencia de algún conocimiento de Morse, un idioma extranjero, y mucho más, esto es También una "dirección", y nosotros, alas, a esto ya parecen ser utilizados para acostumbrarse.

Deseamos a los "jóvenes" (10 años para la radio, un término de pequeño) éxito en su hobby duro, y todos los que ya han logrado resultados en otras áreas, lo invito a unirse a la comunidad de señales de estudio, al final, No hay nada más interesante para el debut.

Este artículo abre una serie de publicaciones dedicadas a los procesadores de señalización digital Multi-Core Digital TMS320C6678. El artículo da vista general sobre la arquitectura del procesador. El artículo refleja el material práctico de la conferencia que ofrece los oyentes en el marco de los cursos de capacitación avanzada en los "procesadores multi-núcleos del procesamiento de señales digitales de las señales C66x por parte de Texas Instruments" realizados en la Universidad de Ingeniería de Radios Estatales de Ryazan.

Los procesadores de señal digital TMS320C66XX están construidos por la arquitectura Keystone y son procesadores de señales múltiples de alto rendimiento, trabajando con punto fijo y flotante. La arquitectura Keystone es un principio de fabricación de sistemas de múltiples núcleos en un cristal, lo que le permite organizar el funcionamiento de la junta efectiva de un gran número de kernels, aceleradores y periféricos de tipo DSP y RISC, con un ancho de banda suficiente de los datos internos y externos. Canales de transferencia, la base de los componentes de hardware: navegador multinúcleo (controlador de intercambio de datos de interfaz interna), Teranet (bus de transferencia de datos internos), controlador de memoria multinúcleo compartido (controlador de acceso) e hipervínculo (interfaz con dispositivos externos en la velocidad intracralica).

La arquitectura del procesador TMS320C6678, el procesador de mayor rendimiento en la familia TMS320C66XX, se muestra en la Figura 1. La arquitectura se puede dividir en los siguientes componentes principales:

• conjunto de núcleos operativos (corePack);
• subsistema de trabajo con memoria interna y externa general (subsistema de memoria);
• periféricos;
• coprocesador de red (coprocesador de red);
• controlador de reenvío interno (navegador multicore);
• módulos de hardware de servicio y Teranet de neumáticos internos.

Foto 1. TOTAL TMS320C6678 Arquitectura del procesador

El procesador TMS320C6678 opera en una frecuencia de reloj de 1.25 GHz. El funcionamiento del procesador se basa en un conjunto de núcleos operativos C66X Corepack, el número y la composición de los cuales dependen del modelo específico del procesador. CSP TMS320C6678 incluye 8 núcleos de tipo DSP. El kernel es un elemento informático básico e incluye bloques informáticos, conjuntos de registro, software, software y memoria de datos. La memoria incluida en el kernel se llama local.

Además de la memoria local, hay una memoria general para todos los núcleos: la memoria general del procesador multi-núcleo (MSM MultiCore Memoria compartida). El acceso a la memoria compartida se realiza a través del subsistema de administración de la memoria (subsistema de memoria), que también incluye una interfaz de memoria externa de EMIF para intercambiar datos entre el procesador y los chips de memoria externos.

El coprocesador de la red aumenta la eficiencia del procesador en la composición de varios tipos de dispositivos de telecomunicaciones, implementando el tipo de hardware para esta esfera de la tarea de procesamiento de datos. La operación del coprocesador se basa en la aceptación de paquetes de los datos de paquetes (acelerador de paquetes) y el ACEELERADOR DE SEGURIDAD. La especificación del procesador enumera el conjunto de protocolos y estándares compatibles con estos aceleradores.

Los dispositivos periféricos incluyen:

• Serial Rapidio (SRIO) Versión 2.1: proporciona la tasa de transferencia de datos a 5 GBAUD por línea con el número de líneas (canales) a 4;
• PCI Express (PCIE) Versiones GEN2: proporciona la tasa de transferencia de datos a 5 GbAud por línea con el número de líneas (canales) a 2;
• Hipervínculo. - la interfaz del neumático interno que permite la conmutación de procesadores construidos por la arquitectura Keystone directamente con la otra y el intercambio de la intrusión de la intrusión; Tasa de transferencia de datos - hasta 50 GBAUD;
• Gigabit Ethernet (GBE) Proporciona tasas de transferencia: 10/100/1000 Mbps y es compatible con un acelerador de hardware comunicaciones de red (coprocesador de red);
• EMIF DDR3. - Interfaz del tipo de memoria externa DDR3; Tiene un poco de autobús de 64 bits, que proporciona espacio de memoria direccionable de hasta 8 GB;
• Emif. - la interfaz de la memoria externa del propósito general; Tiene un bit de neumático 16 bits y se puede usar para conectar un flash NAND de 256MB o 16MB, ni FLASH;
• TSIP (Puertos en serie de Telecom) - Puerto serie de telecomunicaciones; Proporciona tasas de transferencia a 8 Mbps por línea con el número de líneas a 8;
• UART. - Puerto serie asíncrono universal;
• I2c. - Neumático de comunicación interna;
• GPIO. - Entrada de propósito general - 16 conclusiones;
• Spi - Interfaz serial universal;
• Temporizadores (temporizadores) - Se utiliza para generar eventos periódicos.

Los módulos de hardware de servicio incluyen:

• módulo de depuración y rastreo (depuración y seguimiento) - le permite recibir herramientas de depuración de acceso a los recursos internos del procesador de trabajo;
• bOOT ROM (BOOT ROM): almacena el programa de carga inicial;
• semáforo de hardware - Sirve para el apoyo de hardware para organizar los procesos paralelos para compartir recursos comunes procesador;
• módulo de gestión de energía - implementa el control dinámico de los modos de potencia de los componentes del procesador para minimizar el consumo de energía en los momentos en que el procesador no funciona en plena potencia;
• esquema FAPC - Formas internas frecuencias de reloj procesador de una señal de tacto de referencia externa;
• controlador de acceso directo de memoria directa (EDMA) - gestiona el proceso de transferencia de datos, descargando los núcleos operativos CSP y siendo una alternativa al navegador multicolor.

El controlador de reenvío interno (navegador multicorre) es un módulo de hardware potente y eficiente responsable del arbitraje de datos entre los diferentes componentes del procesador. Los sistemas de múltiples núcleos en el cristal TMS320C66XX son dispositivos muy complejos y organizan el intercambio de información entre todos los componentes de dicho dispositivo, se requiere un bloque de hardware especial. El navegador multicore permite que los núcleos, los dispositivos periféricos, los dispositivos de host no asumen las funciones de controlar el intercambio de datos. Cuando un componente de procesador necesita enviar una matriz de datos a otro componente, simplemente indica el controlador, que y dónde transferir. Todas las funciones para el envío en sí y la sincronización del remitente y el destinatario llevan el navegador multinúcleo.

La base del funcionamiento del procesador multi-núcleo TMS320C66XX de la posición de intercambio de datos de alta velocidad entre todos los numerosos componentes del procesador, así como los módulos externos, es el neumático interno de Teranet.

En el siguiente artículo, la arquitectura del núcleo operativo C66X se discutirá en detalle.

1. Guía de programación multinúcleo / SPRAB27B - Agosto de 2012;
2. TMS320C6678 MULTICOR MANUAL DE DATOS DE PROSESSOR DIGITAL DE PUNTOS DIGITALES Y FLOATING DE PUNTOS DIGITALES / SPRS691C - FEBRERO DE 2012.

Procesador de señal DSP digital (procesador de señal digital)

CaracterísticasDSP.

DSP son procesadores especializados para aplicaciones que requieren computación intensiva.
Si está más cerca, por ejemplo, el proceso de multiplicar dos números mientras mantiene el resultado en microprocesadores tradicionales, puede ver cómo se consume el tiempo de la máquina: primero se produce el muestreo de comandos (la dirección de comando se establece en el bus de dirección), Luego, el primer operando (la dirección del operando se establece en el bus de dirección), luego el operando se transfiere a la batería, entonces hay una muestra del segundo operando, etc. La aceleración de este proceso en el procesador de propósito general es imposible debido a la presencia del único bus de dirección y el único bus de datos, así como un solo banco de datos. En vista de esto, todas las operaciones para extraer operandas desde la memoria, las muestras de comando y guardar el operando se realizan secuencialmente utilizando el mismo bus de datos y bus de dirección. Además, si considera el funcionamiento de la suma cíclica de la serie aritmética, puede ver que no hay tiempo que no haya tiempo para la memoria del comando de primer ciclo, con la verificación de las condiciones del ciclo (medidor) y regrese a El primer equipo. Además, existen grandes costos improductivos cuando la transición a una subrutina y regrese (registre y restaurando los valores del registro de la pila) y con muchas otras operaciones. Si lo consideras gran cantidad Operaciones matemáticas Al realizar el procesamiento de señales digitales, queda claro que las pérdidas muy sensibles son inevitables en la precisión de calcular al redondear, lo que no puede, pero no puede afectar el resultado total. Esto ocurre debido al mismo momento de los registros de todos los procesadores de uso general.
Con el procesamiento de la señal digital, no se permiten todos estos costos. Para superar esta escasez de procesadores de propósito general y se desarrollaron señales digitales (DSP - procesador de señales digitales).

Treinta arquitectura de Harvard

Su característica consiste principalmente en el hecho de que, a diferencia de los dos neumáticos familiares: los neumáticos de la dirección y el bus de datos, así como un banco de memoria, el DSP tiene al menos 6-7 neumáticos diferentes y 2-3 bancos de memoria. Esta función está destinada a maximizar la ejecución de la operación de multiplicación con la preservación del resultado, que es, sin duda, el procesamiento digital más consumido y intensivo en las señales. La arquitectura DSP permite Para un ciclo de máquina Produce:

• selección del comando a través de los neumáticos de bus de dirección de autobuses y autobuses;
• selección de dos operandos para la operación de multiplicación a través de dos direcciones de datos de bus;
• potenciando los operandos en baterías a través de dos neumáticos de datos;
• operación de multiplicación;
• guarde el resultado en la batería.

Por lo tanto, la arquitectura de prueba de Harvard le permite realizar casi cualquier operación para un ciclo de máquinas.
Como ejemplo de la eficiencia del uso DSP al implementar algoritmos de procesamiento de señales digitales, puede traer el siguiente hecho: el tiempo de finalización de la transformación del Fourier de 1024 puntos complejos es de 20 ms para 486dx2 66 MHz (32 bits) y 3.23 MC para 24 bits 33 MHz DSP56001 Motorola o Motorola 3.1 ms para 32 bits 33 MHz DSP TMS320C30 con instrumentos de texas aritméticos flotantes.
Sin embargo, como ya se mencionó, los procesadores de señales digitales tienen honores, no solo de alto rendimiento medido en la velocidad de las operaciones de multiplicación / acumulación (MIPS - millones de equipos por segundo), sino también características, como una secuencia de ejecución de programas, operaciones aritméticas y direccionamiento de memoria. , Permitiendo reducir el gasto de tiempo improductivo al mínimo. En general, el DSP difiere de otros tipos de microprocesadores y microcontroladores en las siguientes cinco características principales:

• Aritmética rápida.

DSP: el procesador debe realizar la ejecución de las operaciones de multiplicación, la multiplicación con acumulación, cambio cíclico, así como operaciones aritméticas y lógicas estándar.

• Volumen dinámico avanzado para la operación de multiplicación / acumulación.

El funcionamiento del cálculo de una cierta secuencia de valores es fundamental para los algoritmos implementados en DSP. La protección contra desbordamiento es necesaria para evitar la pérdida de datos.

• Selección de dos operandos para un ciclo.

Obviamente, para la mayoría de las operaciones realizadas por DSP, se necesitan dos operandos. Por lo tanto, para lograr el máximo rendimiento, el procesador debe poder producir una muestra simultánea de dos operandos, que también requieren la presencia de un sistema de direccionamiento flexible.

• La presencia de tampones cíclicos de hardware (incrustados y externos).

La amplia clase de algoritmos implementados en DSP requiere el uso de buffers cíclicos. El soporte de hardware para el retorno cíclico del puntero de la dirección o la dirección modular reduce los costos no de producción del tiempo del procesador y simplifica la implementación de algoritmos.

• Organización de ciclos y ramas sin pérdida en el rendimiento.

Los algoritmos DSP incluyen muchas operaciones repetitivas que se pueden implementar en forma de ciclos. La posibilidad de organizar la secuencia de ejecución del programa de códigos en el ciclo sin pérdida de rendimiento se distingue por DSP de otros procesadores. De manera similar, la pérdida de tiempo al realizar una operación de sucursal por condición también es inaceptable cuando el procesamiento digital de señales.
Sin embargo, no debería, sin embargo, pensar que DSP puede reemplazar completamente los procesadores de propósito general. Como regla general, los procesadores de señales digitales tienen un sistema de comandos simplificado de los comandos que no permiten realizar operaciones de realización que no están relacionadas con los cálculos matemáticos con la misma eficiencia que los procesadores de propósito general. El intento de combinarse en un poder de procesador en cálculos matemáticos y la flexibilidad en las operaciones de otro tipo conduce a un aumento injustificado en el costo. Por lo tanto, los DSP se utilizan con más frecuencia en forma de coprocesadores (matemáticos, gráficos, aceleradores, etc.) con el procesador principal o como procesador independiente, si esto es suficiente.

DSP.firmasMotorola.

Motorola está produciendo actualmente tres familias de procesadores de señales digitales. Esta es la serie DSP56100, DSP56000 y DSP96000. Todos los microcircuitos de la serie se basan en la arquitectura DSP56000 y difieren en la broca (16, 24, 32 bits, respectivamente) y algunos dispositivos incorporados. Por lo tanto, se alcanza la compatibilidad de los microcircuitos de las tres familias. Todas las firmas DSP Motorola se construyen de acuerdo con la arquitectura de Harvard de prueba idéntica descrita anteriormente con un gran número partes componentes, puertos, controladores, bancos de memoria y neumáticos que trabajan en paralelo para lograr la máxima velocidad.
Transferencia de datos Ocurre en los neumáticos de datos bidireccionales (uno para DSP56100 (XDB) y dos para DSP56000 y DSP96000 (XDB y YDB)), bus de datos del programa (PDB) y un bus de datos comunes (GDB). Además, DSP96000 tiene un bus de acceso directo separado (DDB). La transmisión de datos entre los neumáticos se produce a través de la interna. Dispositivo de gestión de neumáticos.
Direccionamiento Se lleva a cabo en dos llantas unidireccionales: el bus de direcciones de datos y el autobús de direcciones del programa.
Unidad de manipulación de beda Le permite administrar flexiblemente el estado de cualquier bit en registros y celdas de memoria. La presencia de tal oportunidad es una ventaja en relación con los otros usuarios de DSP.
Dispositivo aritmético y lógico (ALLU) Realiza todas las aritméticas y operaciones lógicas y en sus registros de insumos de composición, baterías, registros de expansión de la batería (8 bits, que permiten a 256 desbordamientos sin pérdida de precisión), bloqueo de multiplicación de un bit con una preservación (MA), así como registros de cambio. El sistema de comando flexible le permite Para realizar ALU por un ciclo de comando de multiplicación, multiplicación con la preservación del resultado, suma, resta, cambio y operaciones lógicas. El rasgo característico del DSP de la empresa Motorola es la capacidad de duplicar los registros de entrada de Allu y un aumento de esta forma de la descarga de los números procesados. Otra característica importante es la presencia de una operación de división, a menudo ausente de otros fabricantes y una operación de multiplicación reemplazable para un número inverso, lo que conduce a la pérdida de precisión.
Unidad de formación de direcciones Realiza todos los cálculos relacionados con la definición de direcciones en la memoria. Esta unidad funciona independientemente de los otros bloques de procesadores. Para un ciclo, se pueden realizar dos operaciones de lectura de la memoria o una operación de grabación. El DSP de Motorola tiene un sistema de direccionamiento poderoso extremadamente potente que le permite producir casi cualquier manipulación con datos para un comando. Esta característica importante es beneficiosa para DSP, fabricada por la empresa, desde los análogos. El direccionamiento del módulo es conveniente para la organización de los tampones de anillos sin verificar la frontera, lo que hace posible evitar el tiempo improductivo. La posibilidad de abordar la inversión de bits significativos facilita la implementación del BPF.
Cuadra Control Ejecución programa Contiene 6 registros, entre los que Ciclo de dirección de puntero y Ciclos de venta librePermitiéndole organizar el soporte de hardware para la organización de los ciclos en la empresa DSP Motorola, en la que los ciclos adicionales de la máquina no se gastan en la comprobación de las condiciones de salida del ciclo y cambie el contador del ciclo. Una serie de repeticiones están claramente indicadas en el comando DO CICLY ORGANIFICE.
La pila del sistema es una parte separada de las 15 palabras de RAM, y puede almacenar información sobre 15 interrupciones, 7 ciclos o 15 salidas en la subrutina. Los datos de la pila se leen en un ciclo, lo que reduce los costos de no producción del tiempo del procesador.
La característica distintiva principal de Motorola de DSP es la presencia de todos los microcircuitos. Emulador intrachrstalPermitiéndole depurar programas sin el uso de hardware adicional. Por lo tanto, no hay necesidad de comprar agentes de depuración costosos. El emulador le permite grabar / leer registros y celdas de memoria, configurando los puntos de parada, la ejecución de programas paso a paso y otras acciones enviando comandos a un autobús por cable.
Para reducir el consumo de energía en los momentos cuando no se realizan los cálculos, se proporcionan dos modos con un consumo de energía reducido: Detener.y Esperar.
Para trabajar, junto con otros procesadores y canales de memoria directa, se proporciona una memoria incorporada. Interfaz de host.
Posee todas las propiedades anteriores necesarias para el procesamiento de la señal digital, el DSP de Motorola tiene un sistema de comando extremadamente potente y flexible que le permite al usuario trabajar de manera conveniente y eficiente. Trabajar con procesadores.

DSP96000 Familia

La familia DSP96000 tiene una arquitectura de 32 bits y apoya las operaciones de puntos flotantes. Los microcircuitos familiares están diseñados para sistemas informáticos Multimedia. El DSP de esta serie también puede funcionar como chips independientes, y a través de dos puertos independientes de 32 bits pueden intercambiar datos constantemente con otros procesadores.
Los microcircuitos familiares están en su composición 6 bancos de memoria, 8 neumáticos y 4 unidades de computación autónomas: ALLU, una unidad de control de programas, una unidad de generación de doble dirección y un controlador de acceso directo de doble canal incorporado.
Características del microcircuito DSP96000:

• 49.5 MIPS a 40 MHz
• 60 mflops a 40 MHz, ciclo 50 ns
• Organización de 32 bits
• 2 bits de memoria bancaria 512x32 bits
• 2 bits de memoria de memoria 512x32
• Programas de RAM 1024x32 bits
• boting ROM Volumen 56 Bytes
• memoria externa direccionable 2x232 Palabras de 32 bits de memoria y programas de datos
• emulador incorporado
• 2 canales de acceso directo de memoria
• Cambio de 2 canales con procesadores externos.
• caso con 223 conclusiones en la vivienda PGA o QFP.

DSP.firmasTexas.Instrumentos.

El DSP de esta compañía está representado por los siguientes microprocesadores: TMS 32010, TMS 320C20, TMS 320C25, TMS 320C30, TMS 320C40, TMS 320C50.

Características de la arquitectura TMS320C25.

La arquitectura TMS320C2X se basa en la arquitectura del TMS32010, el primer miembro de la familia DSP Microprocessor. Además, el conjunto de sus comandos se superpone al conjunto de comandos de microprocesador TMS32010, que ahorra compatibilidad de software abajo.
El microprocesador TMS320C2X tiene una batería y utiliza la arquitectura de Harvard en la que la memoria de datos y los programas de memoria se separan en diferentes espacios de direcciones. Esto le permite superponer completamente la llamada y la ejecución del comando. El sistema de comandos incluye comandos de intercambio de datos entre dos regiones de memoria. Fuera del microprocesador del espacio de memoria de datos y los programas se combinan en el mismo autobús para maximizar el rango de direcciones en ambas áreas de la memoria y al mismo tiempo maximizar la cantidad de contactos de salida. Dentro del microprocesador, el espacio y el espacio de datos se muestran en diferentes neumáticos para aumentar la potencia del procesador y la velocidad de la ejecución del programa.
El cristal proporciona una mayor flexibilidad del diseño del sistema por el cristal mediante dos bloques de memoria de RAM grandes, uno de los cuales se puede usar como una memoria de memoria y como la memoria de datos. La mayoría de los comandos del procesador se realizan en un ciclo de máquina usando la memoria externa de los programas de muestra rápida y el uso. memoria interna RAM. La flexibilidad del microprocesador TMS320C2X proporciona también la conexión de memoria externa lenta o dispositivos periféricos utilizando la señal lista; Pero en este caso, los comandos se realizan para varios ciclos.

Organización de memoria

En el cristal TMS32020 hay 544 palabras de 16 bits de la memoria RAM, de las cuales 288 palabras (bloques B1 y B2) siempre se asignan a los datos, y se pueden usar 256 palabras (bloque B0) en diferentes configuraciones del procesador. como memoria de datos o como memoria de programa. TMS320C25 Además, se proporciona con una ROM disfrazada (ROM), un volumen de 4k palabras, y el TMS320E25, la memoria de 4k palabras con ultravioleta que borra EPROM.
TMS320C2X proporciona tres espacios de direcciones separadas: para la memoria de los programas, para la memoria de datos y para dispositivos de E / S, como se muestra en la FIG. 6.5. Estos espacios fuera del cristal difieren usando -PS, -DS, -IS Señales (para espacios de programas, datos, entrada / salida, respectivamente). Los bloques de memoria B0, B1, B2 ubicados en el cristal están cubiertos por la cantidad de 544 palabras de memoria con acceso arbitrario (RAM). RAM B0 (256 palabras) se encuentra en 4 y 5 páginas de memoria de datos, si se asigna a los datos, o por direcciones\u003e FF00 -\u003e FFFF, si es parte de la memoria del programa. El bloque B1 (solo los datos) se encuentra en 6 y 7 páginas, y el bloque B2 ocupa las 32 palabras más antiguas 0 páginas. Tenga en cuenta que la parte restante de la página está ocupada por 6 registros direccionables y el área de respaldo; 1 - 3 páginas también son un área de respaldo. Las áreas de respaldo no se pueden usar para almacenar información, al leer sus contenidos no están definidas.
La memoria del programa interno (ROM), ubicado en un cristal del procesador se puede usar como palabras de memoria de Word Junior 4k. Para hacer esto, el contacto MP / * MC se debe servir una señal de bajo nivel. Para prohibir el uso del campo ROM interno en MP / * MC, debe enviar un alto nivel.

Memoria externa y la interfaz de E / S

El microprocesador TMS32020 admite amplio rango Sistemas de interfaz. El espacio de direcciones de datos, programas y E / S proporciona conjugación de memoria y dispositivos externos, lo que aumenta las capacidades del sistema. La interfaz de memoria local consiste en:

• Neumático de datos de 16 bits (D0-D15);
• Neumático de dirección de 16 bits (A0-A15);
• espacios de direcciones, programas e ingresos / salida seleccionados por señales (* DS, * PS y * IS);
• diferentes señales de gestión del sistema.

La señal R / * W controla la dirección de transmisión, y la señal * Strb controla la transmisión.
El espacio de E / S contiene 16 puertos para entradas y 16 puertos para la salida. Estos puertos proporcionan una interfaz completa de 16 bits con dispositivos de bus de datos externos. Entrada / salida desechables con comandos de entrada y salida se realiza para dos ciclos de comando; Sin embargo, el uso del contador de repetición reduce la hora de un acceso al puerto al 1er ciclo.
El uso de E / S se simplifica por el hecho de que la entrada / salida también se realiza, así como la apelación de la memoria. Los dispositivos de E / S se muestran en el espacio de direccionamiento / salida, utilizando la dirección externa del procesador y el bus de datos, de la misma manera que la memoria. Al abordar la memoria interna, el bus de datos está en el tercer estado y la señal de control en el estado pasivo (alto).
La interacción con dispositivos de memoria y E / S a diferentes velocidades está acompañada por una señal lista. Al comunicarse con dispositivos lentos, TMS320C2X está esperando el dispositivo hasta que el dispositivo complete su trabajo y firme el procesador al respecto a la línea lista, después de lo cual el procesador continuará funcionando.

Dispositivo lógico aritmético central.

El dispositivo lógico aritmético central (Calu) contiene un registro de cambio de 16 bits, multiplicador paralelo de 16 x 16, dispositivo lógico aritmético de 32 bits (ALU), batería de 32 bits y varios registros de turnos adicionales ubicados en la salida del multiplicador Y en la salida de la batería.
Cualquier operación de ALU se realiza en la siguiente secuencia:

1. los datos se capturan desde la memoria RAM hasta el bus de datos,
2. los datos pasan a través de un registro de cambios de escalado y a través de ALU, en el que se realizan las operaciones aritméticas,
3. el resultado se transmite a la batería.

Una entrada a ALU siempre está conectada a la salida de la batería, y la segunda puede recibir información ya sea desde el modo del multiplicador del producto (PR), o arrancar desde la memoria a través de un registro de cambio de escalado.

Operaciones del transportador

El transportador de comandos consiste en una secuencia de operaciones de acceso al bus externo que ocurren durante la ejecución de los comandos. El transportador "predest-decodificación-ejecución" suele ser unobidiente para el usuario, con la excepción de algunos casos cuando el transportador debe interrumpirse (por ejemplo, cuando se ramifica). Durante la operación del transportador, la preselección, la decodificación y la ejecución de los comandos son independientes entre sí. Esto permite que los comandos se superpongan. Entonces, para un ciclo, dos o tres equipos pueden estar activos, cada uno en diferentes etapas de trabajo. Por lo tanto, resulta que un transportador de dos niveles para TMS32020 y tres niveles para TMS320C25.
El número de niveles del transportador no siempre afecta la velocidad de la ejecución del comando. La mayoría de los comandos se realizan en el mismo número de ciclos, independientemente de qué comandos se seleccionan de la memoria: RAM externa, interna o ROM interna.
El hardware del suplemento existente en el procesador TMS320C25 le permite ampliar el número de niveles de transporte a tres, lo que aumenta el rendimiento del procesador. Estos fondos incluyen el contador previo a la prueba (PFC), la pila de microondas de 16 bits (MCS), el registro de comandos (IR) y el registro de cola de comandos (QIR).
Con un transportador PFC de tres niveles contiene la dirección del siguiente comando para ser previsible. Tan pronto como se realice la prefracción, el equipo está cargado en IR. Si IR almacena un comando que aún no se cumple, el comando prexicado se coloca en QIR. Después de eso, PFC aumenta en 1. Una vez que se ejecuta el comando actual, el comando QIR se sobrecargará a IR, para una mayor ejecución.
Contador de comandos (PC) contiene la dirección del comando que se debe completar de la siguiente manera, y no se usa para las operaciones de captura.
Pero generalmente la PC se usa como puntero a la posición actual en el programa. Los contenidos de PC aumentan después de cada comando ejecutado. Cuando ocurre una interrupción o una llamada de subrutina, los contenidos de la PC se colocan en la pila de modo que en el futuro puede regresar al lugar deseado del programa.
Los ciclos de precarga, decodificación y ejecución del transportador son independientes entre sí, le permite superponerse a los comandos ejecutables a tiempo. Durante cualquier ciclo, tres comandos pueden ser simultáneamente activos, cada uno en diferentes etapas de finalización.