Digitális jelfeldolgozó jelek (Digitális jelfeldolgozó - DSP) egy speciális programozható mikroprocesszor, amelynek célja a valós idejű digitális adatfolyam manipulálása. A DSP processzorokat széles körben használják a grafikus információk, audió és videojelek kezelésére.

Bármi modern számítógép Központi processzorral és csak néhány digitális jelfeldolgozó processzorral (DSP-digitális jelfeldolgozó). A központi processzor, nyilván, egy digitális rendszer feldolgozza a digitális adatokat, így első ránézésre nem egyértelmű a különbség a digitális adatok és digitális jeleket, vagyis azokat a jeleket, amelyek kezelik a DSP processzor folyamatokat.

A digitális jelek általában természetesen tulajdonítják a távközlés során kialakított összes digitális információs adatfolyamot. A legfontosabb dolog, amely megkülönbözteti ezt az információt, nem feltétlenül szerepel a memóriába (ezért lehet, hogy a jövőben elérhetetlen lehet), ezért valós időben kell feldolgozni.

A digitális információs források száma szinte korlátlan. Például az MP3 formátumban letöltött fájlok digitális jeleket tartalmaznak, valójában hangfelvételt képviselnek. Egyes videokamerákban a videojeleket digitalizálják és digitális formátumban rögzítik. A vezeték nélküli és mobiltelefonok drága modelljeiben a hangot digitális jelre is átalakítják.

A téma változata

A DSP-feldolgozók alapvetően különböznek az asztal asztali számítógépét képező mikroprocesszoroktól. Tevékenységeinek jellege szerint a központi processzornak egységesítő funkciókat kell végrehajtania. A különböző számítógépes hardverelemek, például a meghajtók, a grafikus kijelzők és a hálózati felületek működését kell kezelnie annak érdekében, hogy biztosítsák a következetes munkájukat.

Ez azt jelenti, hogy a központi processzort az asztali számítógépek egy komplex építészeti, mert támogatnia kell olyan alapvető funkciók, mint a memória védelem, aritmetika, lebegőpontos művelet és vektoros grafikus feldolgozás.

Ennek eredményeképpen egy tipikus modern központi processzor több száz csapatot támogat, amelyek biztosítják az összes ilyen funkció végrehajtását. Ezért szükségünk van egy modulra a dekódolási parancsokhoz, amelyek lehetővé teszik a komplex parancsok komplex szótárát, valamint sokan integrált rendszerek. Ők valójában a csapatoknak meg kell felelniük. Más szóval, az asztali tipikus processzor több tízmillió tranzisztort tartalmaz.

A DSP processzor, éppen ellenkezőleg, "keskeny szakember". Az egyetlen feladat a digitális jelek áramlásának megváltoztatása, és gyorsan. A DSP-processzor elsősorban nagysebességű hardveráramkörökből áll, amelyek aritmetikai funkciókat végeznek, és manipulálják a biteket, amelyek nagy mennyiségű adatot érnek el.

Emiatt a DSP parancsok sorai sokkal kisebbek központi processzor asztali számítógép; A számuk nem haladja meg a 80-ot. Ez azt jelenti, hogy a DSP megköveteli a könnyű csapat dekódert és sokkal kisebb számú végrehajtó eszközt. Ezenkívül minden végrehajtó eszköz végül támogatnia kell a nagy teljesítményű aritmetikai műveleteket. Így egy tipikus DSP processzor nem több mint több százezer tranzisztorból áll.

Mint egy rendkívül szakosodott, a DSP processzor tökéletesen másolja a munkáját. Övé matematikai funkciók Engedje meg, hogy folyamatosan fogadja és megváltoztassa a digitális jelet (például az MP3-hoz való felvétel vagy a mobiltelefon rögzítéséhez), anélkül, hogy az információ továbbítását és anélkül, hogy elvesztené. Növekedés sávszélesség A DSP processzor további belső adatgátló gumiabroncsokkal van felszerelve, amelyek gyorsabb adatátvitelt biztosítanak az aritmetikai modulok és a processzor interfészek között.

Miért van szüksége DSP-feldolgozókra?

A DSP-processzor konkrét tulajdonságai az információfeldolgozás szempontjából sok alkalmazás számára ideális eszköz. Használata algoritmusok alapján megfelelő matematikai apparátus, a DSP processzor képes érzékelni a digitális jelet és végre konvolúciós műveleteket el- vagy elnyomni ezeket vagy más jel tulajdonságait.

Ennek köszönhetően, hogy a DSP-feldolgozókban jelentősen kevesebb tranzisztorok, mint a központi feldolgozóknál, kevesebb energiát fogyasztanak, ami lehetővé teszi számukra, hogy az akkumulátoros termékekben használják őket. Termelésük rendkívül egyszerűsített, ezért alacsony költségű eszközökben találják magukat. Az alacsony energiafogyasztás és az alacsony költség kombinációja meghatározza a DSP-feldolgozók használatát mobiltelefonok És robotok-játékokban.

Az alkalmazásuk spektruma azonban messze nem korlátozott. Számos aritmetikai modul miatt a memória kristályra és a további adatgátló gumiabroncsokra integrált adatok jelenléte használható a többprocesszi feldolgozás támogatására. Ezek tömöríthetik / kicsomagolhatják az "élő videót" az interneten történő továbbításkor. Hasonló nagy teljesítményű DSP-feldolgozókat használnak a videokonferencia szervezésére szolgáló berendezésekben.

Belső DSP.

Az alábbi ábra szemlélteti a Motorola DSP 5680X processzor mag szerkezetét. Külön belső gumiabroncsok parancsok, adatok és címek hozzájárulnak a számítástechnikai rendszer sávszélességének éles növekedéséhez. A másodlagos adatbusz jelenléte lehetővé teszi az aritmetikai eszközt, hogy elolvassa a két értéket, szaporítsa őket, és elvégezze az eredmény felhalmozódását egy processzoróra.

Véletlenül megbotlott a "Chip és Dip" # 1 digitális hangfeldolgozás ADAU1701 | Nyílt projekt | Rajt
És aztán "fedett" mindenféle emlékekkel a témáról. Úgy döntöttem, hogy ellenőrizem, hogy mi folyik itt az idejünk ebben a fronton, azt találtam, hogy sok jó és érdekes.

A feldolgozás minősége jelentősen nőtt, az ár jelentősen csökkent, és a hang DSP (digitális jelfeldolgozás) már kopogott a házunkon! :)
Ebben a videóban a SIGMADSP Adau1701 chipet figyelembe vesszük, és úgy döntöttem, hogy lássuk, mit hozhat létre vele, és nagyon lenyűgözött a lehetőségek.
Oroszul olvashat róluk (). Számomra ez a DSP lehetővé teszi, hogy normál legyen akusztikai rendszer külső crossoverrel. A rendszer lehetőségeit elképzelhetetlenül több, mint az izzadságom. Lehetővé teszi, hogy programozhasson egy teljes újoncot a programozásban, de megértse a hangkomponenseket és hogyan működik: szűrők; kereszteződések; Equalizátorok stb. stb. Ez a tudás szükséges az összes konfigurálásához.
Ez a példa a projekt példájára a szolgáltatási és programozási DSP programban:

Ahogy láthatsz szinte semmilyen "digitális értékeket", és minden "hangot" kéri.
Természetesen az ADC és a DAC "messze a hi-végtől, de az átlagos Hi-Fi, de a minőség otthona elég, és a lehetőségek nagyon magasak. Nagyon jó, hogy a DSP kettős számítással rendelkezik pontosság (56 bites), és alapértelmezés szerint állítjuk be..
Nos ... kis / hiányos diffirálható ének, most a valóság.

A különböző verziókban díjak vannak:
1.opció. Teljes vizsgálati díj a gyártóból költségek ~ 12-15 ezer rubel És lehetővé teszi, hogy elkerülje a semmit. Imho a legnagyobb előnye a többieknél egy teljes SPDIF, azaz és digitális bemenet és digitális kimenet Eredmények. Lehetővé teszi a "Fly" algoritmusok hibakeresését is. Rendelje meg a "hegyen" a gyártó honlapjától.
2. lehetőség.. Ez egy kis apróra vágott elrendezés a műhelyből - egy sor BM2114DSP. Minden bemeneti / kimeneti analóg, de a hibakeresés még mindig "a repülésen".
Költség 4900 rubel.
3. lehetőség.. Ez a DSP használatának maximális egyszerűsített változata a laboratóriai "elektronikus erők" című "chip és dip" részéről.
A készletet digitális jelfeldolgozóknak nevezik RDC2-0027v1, digitális hangfeldolgozó modul a SigMADSP Adau1701, Sigmastudio
Ez egy változat a programozás hiánya "a repülés". Hozzon létre egy bináris, konvertálja és "öntsük" a "sípot" az errom táblán. Egy kis időt vesz igénybe, de elviszi, és megköveteli a folyamat megértését. :)
Fizetési költségek 950 rubel.

Igen, tisztázom, a díj a programozás után működik, mint független eszköz !!! Azok. A PC mindig nem szükséges! És az asztalhoz csatlakozhat a "csavarok" (kódolók); Gombok stb., I.E. külső módszerek A kiigazítások elegendőek, nem feltétlenül a DSP-kódba való bejutás.
Tiéd a választás...

Most érintett a kívánságlistámat a múltból. A passzív szűrők egyik nagy problémája fázi torzulások, annál nagyobb a szűrő visszaesés meredeksége, annál nagyobb a fázis torzítás. Mert ezek közül sok büszkeség van arra, hogy rendkívül nehéz megszabadulni és nehéz koordinálni a különböző frekvenciasávokat.
Az adatok digitális szűrők nem szenvednek, és lehetővé teszik, hogy sokat tegyenek a vágócsíkoknak. De egy erősítő helyett kell használni - három, az egyik minden frekvenciatartományban (a 3-utas oszlop, majd a 3 sávok és az erősítők 3). Persze, hogy lehet optimalizálni teljesítmény (például az én esetemben nem lesz LC - 30W; SC - 20W HF - 10W), de itt a lehetőség, és egy amatőr, azt hiszem, az egyesítés nyer. :)

A végén állítsa be a videót

Példa, hogyan kell kombinálni a "számjegyet"

A srác két DSP-t gyűjt egy szörnyet

Nem olyan régen, köszönhetően a hangfeldolgozás és a számítógépes technológiák területén nagy előrelépés, egy ilyen koncepció, mint a DSP - digitális jelfeldolgozás (digitális jelfeldolgozás) a tudatunkban szilárdan szerepelt. A digitális jelfeldolgozás a valós idejű számítástechnikai algoritmusokban részt vevő technológiai terület. A DSP elmondja nekünk, hogy ennek lehetőségét, hogy ezt a szolgáltatást technikai képességei révén hajtsa végre ezt a szolgáltatást. Néhány modern adó-vevőnek digitális feldolgozása mind a vétel, mind az átvitel. Biztonságosan azt mondhatjuk, hogy a digitális feldolgozás olyan minőséget biztosít, amely megfelel az új technológiáknak és az akkor, amikor élünk.

A rádiómaradékhoz képest a digitális feldolgozást leggyakrabban az éterről való feldolgozásához használják, a jobb vétel biztosítása érdekében, megszüntessék a levelező átvitelét kísérő interferenciát. Ez történik, ha bármilyen kommunikációval dolgozik, beleértve a digitális. Erre a célra a beépített hangkártya (ZK) és a megfelelő szoftver használata gyakran használható. Valós időben azonban a jelet késleltetjük, és ha a vételi módban még mindig toleráns, akkor az átvitel során - nem.

Working SSB és a számítógépes hardver és szoftver képességeit a jelfeldolgozás a mikrofon, mely össze van kötve a hangkártya, a számítógép (majd a betáplált jelet az adó-vevő egyensúlyban modulátor), a késés igen jelentős. Beszélgetünk Nem könnyű növelni a mikrofon jelét bizonyos szintre a CC segítségével, valamint a speciális jelfeldolgozási programok valós idejű használatával. A helyzet még súlyosbodott, ha az ilyen digitális fajok Amtor, Pactor, Packet, ha a számítógépet egyidejűleg használják, mondjuk, mint egy bemetszőszűrő, és a TNC vezérlővel a TNC állomáson, a listán szerepel munka. Az ilyen esetekben a számítógépen lévő jelfeldolgozás késleltetése érvénytelen. Annak érdekében, hogy megszabaduljon ebből a problémáról, használjon Audigy-2 Audio kártyát (például audigy-2 24 bit 96 kHz).

Ezenkívül ez a hangkártya hardverbe ágyazott effektek processzorral rendelkezik, amely lehetővé teszi a szoftver- és hardveres képességek használatát, hogy a jelet valós időben feldolgozza kellően magas szinten, azaz. Az átviteli módban, például telefonos munkatípusokban - SSB, AM, FM - jó equalizer, kompresszor, limiter és recepciós módban - a recepció szűrő, bővítő vagy valami más.

Mindez még akkor is lehetséges személyi számítógép tól től pentium processzor 200 ... 500 MHz, bár az erősebb gépek használata üdvözlendő, mivel még nagyobb jellemzők vannak a jelfeldolgozással szoftver - Csatlakoztassa és megfelelő programokat, a feldolgozó algoritmust, amely magasabb számítógépes teljesítményt igényel.

Ebben az esetben a modern technológiák lehetővé teszik, hogy ne használj külső drága digitális feldolgozóeszközöket, hanem bizonyos mértékig a működésük után számítási teljesítmény Számítógépes központi processzor és hangkártya. Azonban tényleg nagyon nagy számítógépes erőforrásokkal lehetséges. Ezen technológiák alkalmazásával csak a dokkoló csomópont telepítése - az interfész - az adó-vevő és a számítógép között, és sikeresen használhatja az utóbbi lehetőségét.

Fizetés a megfelelő digitális jelfeldolgozáshoz az adó-vevőben, vagy számítógép használatával a rádiós amatőrök külső DSP-feldolgozó egységeket is használnak. Ez viszonylag új irányban az amatőrökben.

A jelzés digitális feldolgozása a high-tech, a műsorszórás és a zenei stúdiókban használt modern berendezések segítségével, amely teljesen professzionális minőségű és hangsúlyt biztosít. Ezek kiváló minőségű keverőkonzolok, valamint mindenféle analóg-digitális többszalag (gyakrabban parametrikus) egyenlők, zajcsökkentő rendszerek - zajkapu, kompresszorok, limiter, többhatású processzorok, amelyek lehetővé teszik a különböző hangfeldolgozási algoritmusokat.

Meg kell jegyezni, hogy a DSP Általános koncepció. A DSP equalizer, kompresszor, más eszközök és akár mikrofon előerősítő is lehet. A DSP funkció az adóvevõben egy, van egy egész DSP berendezés stúdió - ezek teljesen különböző funkciók. Ez igaz, ha mindkét esetben az említett feldolgozást alacsony frekvencián végezzük.

A DSP-berendezés híres gyártói - Behringer www.behringer.com, Alesis www.alesis.com és mások - hatalmas listát kapnak, és nagyrészt sikeresen alkalmazható rádió amatőrökkel.

Mindegyik eszköz végzi feladatait, és szabályként a két csatornán (analóg-digitális és digitális analóg átalakítók) pontosságú 24 bites ADCS-t és DAC-eket (analóg-digitális és digitális analóg átalakítók) tartalmazza a diszkreditáció szakmai frekvenciája, és 20 Hz-es ... 20 kHz üzemi frekvenciájával rendelkezik.

Rövid tanúsítvány

Analóg-digitális és digitális analóg átalakítók. Az első egy analóg jelet alakít át az amplitúdó digitális értékre, a második a fordított transzformációt végzi.

Az ADC működésének elvét a bemeneti jel szintjének mérésére és az eredmény kibocsátása digitális formában. Az ADC munkájának eredményeképpen a folyamatos analóg jel impulzusgá válik, miközben egyidejűleg mérjük az egyes impulzus amplitúdóját. A DAC digitális amplitúdó értéket kap a bemeneten, és kimutatja a kívánt érték feszültségmulasztását vagy áramát, amelyet az integrátor (analóg szűrő) folyamatos analóg jelké válik.

Mint minden új (különösen igényes pénz befektetés), támogatja a támogatóit és ellenfeleit. A magas színvonalú minőség elérése érdekében használatra van szükség ahhoz, hogy szélesebb szűrőt továbbítson az SSB-3 kHz adó-vevőben, és nem 2,4 kHz vagy 2,5 kHz-ben, de ez nem lépi túl az amatőr rádiókommunikáció szabályait a berendezések tekintetében használt.

Napjainkban elutasítják a jogot a hang feldolgozásának irányába, a további eszközök segítségével csak lusta, irigy, vagy olyan, aki nem fogadja a haladást és az új technológiákat.

Az SSB-ben az SSB-ben az SSB-ben az SSB-ben vagy a "kiterjesztett SSB" -ben - kiterjesztett SSB-mondatok, gyakran hallhatóak és részben megmagyarázzák a rádió amatőrök több mint 10 éves aktivitását a világ minden tájáról 14178 kHz gyakorisága.

Itt van a stúdiójelek szerelmeseinek "kerek asztala", és fogadja őket. Ez egy kerekasztal, amelynek nincs ideje. A munkát szinte felhők végzik. A világon egy kicsit több mint 100 aktív rádió amatőrrel rendelkeznek, amelyek ezeket a technológiákat nem zavarták a QRM-nek, már jelentős sikert érnek el az állomásaik felszerelésében, és nemcsak a high-end transzceivers teljesítményerősítők (gyakran nagy teljesítményű), hanem a legfontosabb, hatékony irányított antennák is

Sokan szinte minden folyosón hallhatók, és néha számlát, W2ONV, New Jersey-től - a legrégebbi rádiós amatőrtől és a hangfeldolgozás területén, a hangfeldolgozás területén, a külső DSP-eszközökkel, amelyek hatalma 1,5 kW (maximálisan megengedett Az USA) és két SFAZED négyelemes hullámcsatornát, szinte mindig hallott Európában évek óta 14178 kHz-es gyakorisággal. Az emberek ezen a "kerekasztalon" - különböző korszakok, többnyire 30-80 évesek, és az idősebb korosztályok rádió amatőrökének megteremtése, és ez nem tisztelgés az idősebb generáció számára, ez egy nyilatkozat arról, hogy nagy sikert aratott a digitális feldolgozás területén, mert saját elegendő tudás és komolyabb felszerelés.

Rádiós amatőrök az "14178" - viharvert és nyugodt, teljesen lelkesek, akik mindig elégedettek a saját vállalkozásukkal, és biztosítják számukra a nagy hozzájárulás valamennyi segítségét a hangfeldolgozás fejlesztéséhez, ugyanazt a rádió amatőröket, hasznos információkat Az interneten található weboldalakon sokan egyetértenek abban, hogy John, NU9N, létrehozott egy honlapot az interneten, hatalmas hozzájárulást tett a terület fejlesztéséhez (www.nu9n.com), ahol gyakorlati tankönyvt írt a használatra Külső digitális feldolgozó eszközök, a kapcsolatuk sorrendje (nagyon fontos kérdés) A NU9N weboldalon lévő paraméterek beállítása is letölthető sok rádiós amatőr DSP jelek mintái, amelyek meglehetősen érdekesek.

Sajnos az állomás kvantitatív terve a korábbi Unió, 14178 kHz nagyon gyenge - Vasily, ER4DX, Igor, Ew1mm, Sergey, Ew1DM, Sergey, RW3PS, Victor, Ra9FIF és Oleg, RV3AAJ (nincs más adat) befolyásolja a Az extra finanszírozás hiánya az audióberendezések megszerzését, valamint az emberek mentalitását - amikor nincs idő és pénz, hogy mindent megtegyen, ez azt jelenti, hogy rossz, ez azt jelenti, hogy nem szükséges nyilvánvalóan, meg kell Fókuszáljon arra a tényre, hogy az amatőrök valamennyi iránya joga van az élethez, az informatikai versenyek, a QRP (vagy QRO), a DX-nek, és még a morze, idegen nyelv, és még sok más tudás hiánya is Szintén egy "irány", és mi, sajnos, ez már úgy tűnik, hogy hozzászokik hozzá.

A "fiatal" (10 év a rádió - kis) sikert kívánunk a kemény hobbiban, és mindazok, akik már más területeken érettek el, meghívok, hogy csatlakozzon a stúdiójelek közösségéhez, a végén, Semmi sem érdekesebb a debütáláshoz.

Ez a cikk számos olyan publikációt kínál, amely a többmagos digitális TMS320C6678 jelző processzorok számára készült. A cikk ad Általános nézet a processzor architektúráról. A cikk tükrözi a hallgatók által felajánlott előadás-gyakorlati anyagot a Ryazan Állami Rádió Egyetemen végzett Texas Instruments Digital Signal Processions digitális jelfeldolgozóinak többmagos processzoraiban.

A TMS320C66XX digitális jelfeldolgozóit a Keystone architektúra építi, és nagy teljesítményű, többmagos jelfeldolgozók, mind rögzített, mind lebegőpontos. A Keystone építészet egyik alapelve gyártási többmagos rendszerek egy kristály, amely lehetővé teszi, hogy megszervezze a hatékony közös működtetése számos DSP és a RISC típusú magok, gyorsítók és perifériák, elegendő sávszélesség a belső és külső adatok Transzfer csatornák, a hardverelemek alapja: Multicore Navigator (belső interfész adatcsere vezérlő), Teranet (belső adatátviteli busz), multicore megosztott memóriavezérlő (hozzáférési vezérlő) és hiperhivatkozás (interfész külső eszközök intraraqralic sebességgel).

A TMS320C6678 processzor architektúrája, a TMS320C66XX család legmagasabb teljesítményű processzora az 1. ábrán látható. Az architektúra a következő fő összetevőkre osztható:

• működési magok (COREPACK);
• az általános belső és külső memóriával rendelkező munka alrendszere (memória alrendszer);
• perifériák;
• hálózati koprocesszor (hálózati koprocesszor);
• belső szállítmányozó (Multicore Navigator);
• szerviz hardver modulok és belső gumiabroncs teranet.

1. kép. Teljes TMS320C6678 processzor architektúra

A TMS320C6678 processzor 1,25 GHz órajel-frekvencián működik. A processzor működése C66X CorePack működési magok sorozatán alapul, amelynek száma és összetétele a processzor sajátos modelljétől függ. A CSP TMS320C6678 8 DSP-típusú magot tartalmaz. A rendszermag egy alapvető számítástechnikai elem, és tartalmaz számítógépes blokkokat, regisztrációs készleteket, szoftvert, szoftvert és adatmemóriát. A kernelben szereplő memóriát helyinek nevezik.

A helyi memória mellett az összes magra vonatkozó általános memória - a többmagos processzor általános memóriája (MSM Multicore megosztott memória). A megosztott memóriához való hozzáférést a memóriakezelő alrendszer (memória alrendszer) keresztül végzik, amely magában foglalja az EMIF külső memóriainterfészt a processzor és a külső memória chipek közötti adatok cseréjéhez.

A hálózati koprocesszor növeli a processzor hatékonyságát a különböző típusú távközlési eszközök összetételében, a hardver típusának végrehajtására az adatfeldolgozó feladat területén. A koprocesszor működése a csomagkapcsolt adatátvitel (Packet Accelerator) és a biztonsági akcelerátor csomagkapcsolt elfogadásán alapul. A processzor specifikációja felsorolja a gyorsítók által támogatott protokollok és szabványok halmazát.

A perifériás eszközök a következők:

• Sorozat Rapidio (Srio) 2.1-es verzió - az adatátviteli sebességet 5 gbaudonként biztosítja a sorok számával (csatornák) - 4-re;
• PCI Express (PCIE) GEN2 verziók - az adatátviteli sebességet 5 gbaudonként biztosítja a sorok számával (csatornák) - 2-re;
• Hiperhivatkozás. - a belső gumiabroncs interfésze, amely lehetővé teszi a kulcstartalmú architektúra által közvetlenül a kapcsoló feldolgozóit, és egymáshoz való cseréje; adatátviteli sebesség - akár 50 gbaud;
• Gigabit Ethernet (GBE) Átutalási sebességet biztosít: 10/100/1000 Mbps, és egy hardveres gyorsító támogatja hálózati kommunikáció (hálózati koprocesszor);
• EMIF DDR3. - DDR3 külső memória interfésze; Van egy kis 64 billentyű, amely 8 GB-ig terjedő címezhető memóriahelyet biztosít;
• EMIF. - az általános célú külső memória interfésze; Van egy gumiabroncs-bites 16 bit, és használható 256 MB NAND vaku vagy 16 MB és flash csatlakoztatására;
• TSIP (Telecom soros portok) - Telekommunikációs soros kikötő; Az átviteli sebességeket 8 Mbps-ig terjeszti a vonalak számával - 8-ra;
• Uart. - Univerzális aszinkron soros port;
• I2C. - belső kommunikációs gumiabroncs;
• GPIO. - általános célú input - 16 következtetések;
• Spi - Univerzális soros interfész;
• Időzítők (időzítők) - Időszakos események létrehozására szolgál.

Szerviz hardver modulok:

• hibakeresés és nyomkövetési modul (hibakeresés és nyomkövetés) - lehetővé teszi, hogy hibakeresési eszközöket kapjunk a munkatárs belső erőforrásaihoz való hozzáféréshez;
• boot Rom (Boot Rom) - tárolja a kezdeti betöltési programot;
• hardver Semafore - A hardver támogatására szolgál a párhuzamos folyamatok megosztásához közös erőforrások processzor;
• energiagazdálkodási modul - végrehajtja a processzor komponensek teljesítménymódjainak dinamikus ellenőrzését annak érdekében, hogy minimalizálja az energiafogyasztást a pillanatokban, amikor a processzor nem működik teljes erővel;
• fapc séma - belső formák Órafrekvenciák processzor külső referencia-tapintás jelből;
• közvetlen memória közvetlen hozzáférési vezérlő (EDMA) - Kezeli az adatátviteli folyamatot, kirakja a CSP-működési magokat, és alternatíva a multicore navigator.

A belső szállítmányozó (Multicore Navigator) egy erőteljes és hatékony hardvermodul, amely a különböző processzor komponensek közötti adatvertabírásért felelős. A TMS320C66XX Crystal többmagos rendszerei nagyon összetett eszközök, és az információcserét az ilyen eszköz összes összetevője között szervezik, speciális hardverblokkra van szükség. A Multicore Navigator lehetővé teszi a magokat, a perifériás eszközöket, a gazdaszervezetek nem vállalják az adatok cseréjének ellenőrzését. Ha egy processzor komponensnek adatot kell küldeni egy másik összetevőre, egyszerűen jelzi a vezérlőt, amely és hol átadható. A szállítmány minden funkciója és a feladó és a címzett szinkronizálása a multicore navigator.

A TMS320C66XX többmagos processzor működésének alapja az összes számos processzor komponens, valamint a külső modulok közötti nagysebességű adatcsere pozíciójából a teranet belső gumiabroncsja.

A következő cikkben a C66X operációs mag architektúráját részletesen tárgyaljuk.

1. Multicore programozási útmutató / Sprab27b - 2012. augusztus;
2. TMS320C6678 Multicor Fix és lebegőpontos digitális jel PROPRESSOR DATA kézikönyv / SPRS691C - 2012 február.

Digitális DSP jelfeldolgozó (digitális jelfeldolgozó)

JellemzőkDSP.

A DSP speciális processzorok az intenzív számítástechnikát igénylő alkalmazásokhoz.
Ha közelebb kerülsz, például a két szám megszorzásának folyamata, miközben megőrzi a hagyományos mikroprocesszorok eredményét, akkor láthatja, hogy a gép idő elfogyasztja: először a parancsmintavétel következik be (a parancscím a címbuszra van állítva), Ezután az első operand (az operand cím a címbuszra van állítva), akkor az operandus az akkumulátorra kerül, akkor a második operandus mintája stb. Ennek a folyamatnak az általános célú processzorban való felgyorsítása az egyetlen cím busz és az egyetlen adatbusz, valamint egyetlen adatbank jelenléte miatt lehetetlen. Tekintettel erre, az összes művelet a memóriából, a parancsmintákból és az operand mentésének kivonására szolgáló összes műveletet egymás után végzik ugyanazon adatbusz és címbusz segítségével. Ezenkívül, ha figyelembe vesszük az aritmetikai sorozat ciklikus összegzésének működését, akkor láthatja, hogy nincs idő, hogy nincs idő az első ciklus parancs memóriájára, a ciklus feltételeinek (mérő) ellenőrzésével és visszatérésével az első csapat. Továbbá nagy, nem termelékeny költségek is léteznek, amikor áttérnek egy szubrutinra és visszatérésre (rögzítés és visszaállítási értékek a kötegből) és sok más műveletsel. Ha úgy gondolja nagy mennyiség Matematikai műveletek A digitális jelfeldolgozás során világossá válik, hogy nagyon érzékeny veszteségek elkerülhetetlenek a kerekítés kiszámításának pontossága során, amely nem befolyásolja a teljes eredményt. Ez az összes általános célú processzor ugyanazon bitjének köszönhető.
A digitális jelfeldolgozással mindezek a költségek nem megengedettek. Az általános célú processzorok hiányának leküzdése érdekében (DSP - digitális jelfeldolgozó).

Harminc Harvard Architecture

A jellemző Elsősorban az a tény, hogy ellentétben a két gumiabroncs ismerős számunkra: a gumik a címet és az adatbusz, valamint az egyik memória bank, a DSP legalább 6-7 különböző gumiabroncs, 2-3 memória bank. Ez a funkció a szorzási művelet végrehajtásának maximalizálása az eredmény megőrzésével, ami kétségtelenül a leginkább fogyasztott és erőforrásigényes a jelek digitális feldolgozásában. A DSP architektúra lehetővé teszi egy gépciklus esetén Termelés:

• a parancs kiválasztása a buszcím buszon és programbusz gumiabroncsokon keresztül;
• két operandus kiválasztása a szorzási művelethez két adatbuszon keresztül;
• az operandusok fokozása két adat gumiabroncson keresztül;
• szorzási művelet;
• mentse az eredményt az akkumulátorba.

Így a Trial Harvard architektúra lehetővé teszi, hogy szinte bármilyen műveletet végezzen egy gépciklushoz.
A DSP-felhasználás hatékonyságának példájaként a digitális jelfeldolgozó algoritmusok végrehajtása során a következő tényt hozhatja létre: A komplex 1024 pont Fourier transzformáció befejezése 20 ms a 486dx2 66 MHz (32 bites) és 3,23 mc 24 bites 33 MHz DSP56001 Motorola vagy Motorola 3,1 ms 32 bites 33 MHz DSP TMS320C30 úszó aritmetikai Texas eszközökkel.
Azonban, amint azt már említettük, a digitális jelfeldolgozók nemcsak a nagy teljesítményt mértük a sokszorosítás / felhalmozási műveletek sebességében (MIPS - több millió csapat másodpercenként), hanem olyan jellemzőkkel is, mint például a program végrehajtásának sorrendje, aritmetikai műveletek és memóriacímek , Lehetővé téve, hogy csökkentsük a nem produktív időt a költségek minimumra. Általában a DSP különbözik más típusú mikroprocesszoroktól és mikrokontrollerektől a következő öt fő jellemzőn:

• Gyors aritmetika.

DSP - A processzornak elvégeznie kell a szorzási műveletek végrehajtását, a felhalmozódást, a ciklikus eltolódást, valamint a szabványos számtani és logikai műveleteket.

• Fejlett dinamikus hangerő a szorzás / felhalmozódás művelethez.

Egy bizonyos értékszekvencia számítási működése alapvető fontosságú a DSP-n végrehajtott algoritmusok számára. Az adatvesztés elkerülése érdekében túlfolyó védelem szükséges.

• Két operandus kiválasztása egy ciklushoz.

Nyilvánvaló, hogy a DSP legtöbb műveletére két operandra van szükség. Így a maximális teljesítmény elérése érdekében a processzornak képesnek kell lennie arra, hogy két operandus egyidejű mintáját hozza létre, amely szintén rugalmas címzési rendszer jelenlétét is megköveteli.

• A hardveres gyűrűs pufferek (beágyazott és külső) jelenléte.

A DSP-en végrehajtott algoritmusok széleskörű csoportja a ciklikus pufferek használatát igényli. A címmutató vagy a moduláris címzés ciklikus visszatérésének hardveres támogatása csökkenti a processzorok nem termelési költségeit, és egyszerűsíti az algoritmusok végrehajtását.

• Ciklusok és ágak szervezése a teljesítmény elvesztése nélkül.

A DSP algoritmusok számos ismétlődő műveletet tartalmaznak, amelyek ciklusok formájában valósíthatók meg. A kódprogram végrehajtásának sorrendjének megszervezésének lehetősége a teljesítményvesztés nélküli ciklusban a DSP megkülönböztethető más processzoroktól. Hasonlóképpen, az időveszteség, amikor egy ág működtetését feltétele, szintén elfogadhatatlan a jelek digitális feldolgozása során.
Azonban nem szabad azonban úgy gondolja, hogy a DSP teljesen helyettesítheti az általános célú processzorokat. Általános szabály, hogy a digitális jelek processzorok egyszerűsített rendszer parancsok, amelyek nem engedik, hogy a műveletek végrehajtása nem kapcsolódó matematikai számításokat ugyanolyan hatékonysággal, mint az általános célú processzorok. Egy processzor teljesítményének egyesítése a matematikai számításokban és a rugalmasság egy másikfajta működésében a költségek indokolatlan növekedéséhez vezet. Ezért a DSP-t gyakrabban használják a koprocesszorok (matematikai, grafikus, gyorsítók stb.) Formájában a fő processzorral vagy független processzorként, ha ez elegendő.

DSP.vállalatokMotorola.

A Motorola jelenleg három digitális jelfeldolgozó családot termel. Ez a DSP56100, DSP56000 és DSP96000 sorozat. A sorozat minden mikrokirkója a DSP56000 architektúrán alapul, és különbözik a bit (16, 24, 32 bit, illetve) és néhány beépített eszköz. Így elérte a három család mikrokirkóinak kompatibilitását. Az összes DSP cég Motorola az azonos próba Harvard architektúra szerint épül fel, amelyet korábban, nagyszámú alkatrészek, a portok, a vezérlők, a memória bankok és a gumiabroncsok párhuzamosan működnek a maximális sebesség elérése érdekében.
Adatátvitel Kétirányú adatgumira (a DSP56100 (XDB) és a kettő a DSP56000 és a DSP96000 (XDB és YDB) esetében (XDB és YDB) esetében fordul elő, a programadatbusz (PDB) és a közös adatbusz (GDB). Ezenkívül a DSP96000 különálló közvetlen hozzáférési busz (DDB) rendelkezik. A gumiabroncsok közötti adatok továbbítása a belsően keresztül történik Gumiabroncs-kezelő eszköz.
Címzés Két egyirányú gumiabroncson történik: az adatcím busz és programcím busz.
Bita manipulációs egység Lehetővé teszi, hogy rugalmasan kezelje a nyilvántartások és a memória sejtek bármelyikének állapotát. Az ilyen lehetőség jelenléte előnyös a DSP más felhasználókkal kapcsolatban.
Aritmetikai és logikai eszköz (allu) minden aritmetikai és logikai műveletek és annak összetétele bemeneti regiszterek, akkumulátorok, tágulási regiszterek (8-bit, lehetővé téve 256 túlcsordul veszteség nélkül pontosság), párhuzamos egybites szorzás blokk megőrzése (MA), valamint a shift regisztert. Rugalmas irányító rendszer lehetővé teszi, Ahhoz, hogy az Alu egy ciklusonként végezze el a szorzási parancsot, szorzást az eredmény megőrzésével, az összegzéssel, a kivonás, a váltás és a logikai műveletek megőrzésével. A Motorola DSP jellemző jellemzője az Allu bemeneti nyilvántartásainak megduplázására való képessége és a feldolgozott számok kibocsátásának növekedése. Egy másik fontos jellemző a megosztási művelet jelenléte, amelyet gyakran más gyártókból és cserélhető szorzási műveletből hiányoznak a fordított számhoz, ami a pontosság elvesztéséhez vezet.
Címképző egység A memóriában a címek definíciójához kapcsolódó összes számítás végrehajtása. Ez az egység függetlenül működik a többi processzorblokktól. Egy ciklus esetén két olvasási műveletet lehet végrehajtani a memóriából vagy egy felvételi műveletből. A Motorola DSP rendkívül erős erőteljes címzési rendszerrel rendelkezik, amely lehetővé teszi, hogy szinte bármilyen manipulációt készítsen egy parancsra vonatkozó adatokkal. Ez a fontos jellemző előnyös a DSP-hez, amelyet a Társaság által gyártott analógoknak gyártott. A modul címzése kényelmes a gyűrűs pufferek megszervezéséhez anélkül, hogy megvizsgálná a határt, ami lehetővé teszi a nem jövedelmező idő elkerülését. A jelentős bitek inverziójának kezelésének lehetősége megkönnyíti a BPF végrehajtását.
Blokk Hivatal Végrehajtás program 6 regisztert tartalmaz, köztük Pointer címciklus és Számláló ciklusokamely lehetővé teszi, hogy megszervezzék a hardver támogatja a szervezet ciklusok a DSP cég Motorola, ahol további gépi ciklus nem költött ellenőrzi a kilépés feltételeit a ciklus és a változás a ciklus számláló. Számos ismétlés egyértelműen megjelenik a Cycle Organization parancsban.
A rendszerköteg a RAM 15 szójának külön része, és tárolhatja az információkat körülbelül 15 megszakítás, 7 ciklus vagy 15 kimenet a szubrutinba. A kötegből származó adatok egy ciklusban olvashatók, ezáltal csökkentve a processzor idejének nem termelési költségeit.
A Motorola fő megkülönböztető jellemzője a DSP minden mikrokirkó jelenléte Intrachrystal emulátorlehetővé téve a hibakeresési programokat további hardverek használata nélkül. Ezért nincs szükség drága hibakereső ügynökök megvásárlására. Az emulátor segítségével felvétel / olvasni regiszterek és a memória sejtek, amelyben a stoppoints, lépésről-lépésre program végrehajtását és egyéb intézkedések benyújtásával parancsokat egy 4-vezetékes buszon.
Az energiafogyasztás csökkentése a számítások során, ha a számításokat nem hajtják végre, két csökkentett energiafogyasztással rendelkező mód áll rendelkezésre: Álljon meg.és Várjon.
A más feldolgozókkal és közvetlen memóriacsatornákkal együtt, beépített memóriát biztosítanak. Host interfész.
A digitális jelfeldolgozáshoz szükséges fenti tulajdonságok rendelkezései, a Motorola DSP rendkívül erős és rugalmas parancsrendszerrel rendelkezik, amely lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy kényelmesen és hatékonyan dolgozzon a processzorokkal.

DSP96000 család

A DSP96000 családnak 32 bites architektúrája van, és támogatja a lebegőpontos műveleteket. A családi mikrokrokrokokat tervezték számítógépes rendszerek Multimédia. A sorozat DSP független zsetonként is működhet, és két független 32 bites porton keresztül folyamatosan cserélhet adatokat más processzorokkal.
A család mikroáramkörök vannak azok összetétele 6 tárolószintek, 8 gumiabroncsok és 4 önálló számítási egységek: Allu, egy program vezérlőegység, kettős címet előállító egység és egy beépített kétcsatornás közvetlen hozzáférést vezérlő.
A DSP96000 Microcircuit jellemzői:

• 49,5 MIPS 40 MHz-en
• 60 mflop 40 MHz-en, Cycle 50 Ns
• 32 bites szervezet
• 2 Bank memória bank 512x32 bitek
• 2 Data Memory Bank 512x32 bitek
• RAM programok 1024x32 bitek
• rOM VOLUME 56 bájt indítása
• címezhető külső memória 2x232 32 bites adatmemória és programok
• beépített emulátor
• 2 közvetlen memória hozzáférés csatorna
• 2 csatornás csere külső processzorokkal
• a PGA vagy QFP házban 223 következtetést

DSP.vállalatokTexas.Műszerek

A vállalat DSP-jét a következő mikroprocesszorok képviselik: TMS 32010, TMS 320C20, TMS 320C25, TMS 320C30, TMS 320C40, TMS 320C50.

Az építészet jellemzői TMS320C25

A TMS320C2X architektúra a TMS32010 architektúráján alapul - a DSP mikroprocesszor család első tagja. Ezenkívül a parancsok halmaza átfedi a Microprocessor parancsokat TMS32010, amely megtakarít szoftver kompatibilitás le fel.
A TMS320C2X mikroprocesszornak van egy akkumulátora, és a Harvard architektúrát használja, amelyben az adatmemória és a memóriaprogramok különböző címterületekre vannak elválasztva. Ez lehetővé teszi, hogy teljesen átfedje a parancs hívását és végrehajtását. A parancsok rendszere tartalmaz adatcsere-parancsokat két memória régió között. Az adatmemória mikroprocesszorán kívül a memóriahely és a programok ugyanabba a buszra kerülnek, hogy maximalizálják a címek tartományát mindkét memória területén, ugyanakkor maximalizálják a kimeneti érintkezők mennyiségét. A mikroprocesszor belsejében a tér és az adatterület különböző gumiabroncsokon jelenik meg, hogy növelje a processzor teljesítményét és a program végrehajtásának sebességét.
A megnövekedett rendszertervezési rugalmasságot a kristály két nagy RAM memóriablokkgal biztosítja, amelyek közül az egyik memória memóriaként és adatmemóriaként is használható. A legtöbb processzor parancsot egy gépi ciklusban végzik, mind a gyorsminták, mind a használat külső memóriájával. belső memória RAM. A TMS320C2X mikroprocesszor rugalmassága lehetővé teszi a lassú külső memóriát vagy a perifériás eszközöket is a kész jel segítségével; De ebben az esetben a parancsokat több ciklusra végzik.

Memória szervezet

A TMS32020 kristályon a RAM memória 544 16 bites szavai vannak, amelyek közül 288 szó (B1 és B2 blokk) mindig az adatokhoz van hozzárendelve, és a processzor különböző konfigurációiban 256 szó (B0 blokk) használható adatmemóriaként vagy programmemóriaként. TMS320C25 Ezenkívül álcázott ROM (ROM), egy térfogatú 4K szó és a TMS320E25 - a 4K-os szavak memóriája ultraibolya törlésével Eprom.
A TMS320C2X-t három elválasztott címterület biztosítja - a programok memóriájára, az adatmemóriára és az I / O eszközökre, amint az az 1. ábrán látható. 6.5. Ezek a kristályon kívüli szóközök különböznek -ms, -ds, -is jelekkel (programterületekhez, adatokhoz, bemeneti / kimenethez). A kristályon lévő B0, B1, B2 memóriablokkok 544 memória szóval vannak lefedve, önkényes hozzáféréssel (RAM). A RAM B0 (256 szó) az adatmemória 4 és 5 oldalán található, ha az adatokhoz, vagy a címek\u003e FF00 -\u003e FFFF, ha a programmemória része. A B1 blokk (csak az adatok) 6 és 7 oldalán található, és a B2 blokk a régebbi 32 szavakat foglalja el. Ne feledje, hogy az oldal hátralévő részét 6 címezhető regiszter és a mentési terület foglalja el; 1 - 3 oldal is biztonsági mentési terület. A biztonsági mentési területek nem használhatók az információk tárolására, a tartalom olvasásakor nincs meghatározva.
A processzorkristályon található belső programmemória (ROM) junior 4K Word memória szavaként használható. Ehhez az MP / * MC érintkezést alacsony szintű jelet kell ellátni. A belső ROM mező MP / * MC használatának megtiltása érdekében magas szintet kell benyújtania.

Külső memória és I / O interfész

A mikroprocesszor TMS32020 támogatja széleskörű Interfészrendszerek. A címterület az adatok, a programok és az I / O biztosítja a memória konjugációt és a külső eszközöket, amelyek növelik a rendszer képességeit. A helyi memóriafelület a következőkből áll:

• 16 bites adatgátló (D0-D15);
• 16 bites cím gumiabroncs (A0-A15);
• címterületek, programok és bemeneti / kimenet jelek által kiválasztott jelek (* DS, * PS és * IS);
• különböző rendszerkezelési jelek.

R / * W jel szabályozza az átvitel irányát, és a * STRB jel szabályozza az átvitelt.
Az I / O tér 16 portot tartalmaz a bemenetekhez és 16 porthoz a kimenethez. Ezek a portok teljes 16 bites interfészt biztosítanak külső adatbusz eszközökkel. Az eldobható bemeneti / kimenet a be- és kimeneti parancsok segítségével két parancsciklus esetén történik; Az ismétlési számláló használata azonban csökkenti a porthoz való hozzáférés időpontját az 1. ciklushoz.
Az I / O használatával egyszerűsíti az a tény, hogy a bemenet / kimenet is végrehajtásra kerül, valamint a memória fellebbezését. Az I / O eszközök a címzési / kimeneti területen jelennek meg, a processzor és az adatbusz külső címe, ugyanúgy, mint a memória. A belső memória kezelése során az adatbusz harmadik államban van, és a passzív állapotban (magas) szabályozza a jeleket.
A különböző sebességgel rendelkező memóriával és I / O eszközökkel való kölcsönhatást készen áll. A lassú eszközökkel való kommunikáció során a TMS320C2X várja az eszközt, amíg a készülék befejezi munkáját, és a processzort a kész vonalon keresztül jelzi, majd a processzor továbbra is működik.

Központi aritmetikai logikai eszköz

A központi aritmetikai logikai eszköz (CALU) 16 bites váltási regisztert tartalmaz, 16 x 16 párhuzamos szorzót, 32 bites aritmetikai logikai eszközt (ALU), 32 bites akkumulátort és számos további eltolási regisztert, amely a multiplikátor kimeneténél található, , És az akkumulátor kimeneténél.
Bármely Alu-műveletet a következő sorrendben végzik:

1. az adatokat a RAM-ból az adatbuszba rögzítik,
2. az adatok egy skálázási váltási nyilvántartáson keresztül és az Alu-n keresztül haladnak, amelyben az aritmetikai műveleteket végzik,
3. az eredményt az akkumulátorra továbbítják.

Az egyik bemenet az ALU-hoz mindig csatlakozik az akkumulátor kimenetéhez, és a második információt kaphat a termék (PR) sokszorozó módjától, vagy a memóriából indíthatja a memóriát egy skálázási váltási nyilvántartáson keresztül.

Szállítószalag műveletek

A parancsnoki szállítószalag a hozzáférési műveletek sorozata a külső buszra, amely a parancsok végrehajtása során előfordul. A "Predest-Decoding-Execution" szállítószalag általában nem érhető el a felhasználó számára, kivéve bizonyos eseteket, amikor a szállítószalagot meg kell szakítani (például elágazáskor). A szállítószalag működése során az előválasztás, a dekódolás és a parancsok végrehajtása független egymástól. Ez lehetővé teszi a parancsok átfedését. Tehát egy ciklusra két vagy három csapat aktív lehet, mindegyik különböző munkahelyeken. Ezért kiderül egy kétszintű szállítószalagot a TMS32020 és a háromszintes TMS320C25 esetében.
A szállítószalag szintje nem mindig befolyásolja a parancs végrehajtásának sebességét. A legtöbb parancsot ugyanabban a ciklusban végzik, függetlenül attól, hogy mely parancsokat választják ki a memóriából: külső, belső RAM vagy belső ROM.
A TMS320C25 processzoron meglévő kiegészítő hardver lehetővé teszi, hogy kibővítse a szállítószalagok számát háromra, ami növeli a processzor teljesítményét. Ezek az alapok közé pre-gravating számlálóval (PFC), 16-bites mikrohullámú verem (MCS), parancs regiszter (IR), és a parancs várakozási sort regiszter (QIR).
A háromszintű PFC szállítószalag tartalmazza a következő parancs címét. Amint az előfrakciót elvégzik, a csapat betöltődik IR. Ha az ir tárol egy parancsot, amely még nem teljesült, a Prexected parancs QIR-be kerül. Ezt követően a PFC-t növeli az 1. bekapcsolási parancsot. A jelenlegi parancs végrehajtása után a QIR parancs túlterhelt az IR-re, további végrehajtásra.
A parancsszámláló (PC) tartalmazza a parancsot, amelyet a következőképpen kell kitölteni, és nem használják a Capture műveletekhez.
De általában a számítógépet a program aktuális pozíciójának mutatójaként használják. A PC tartalma minden végrehajtott parancs után növekszik. Ha megszakítás vagy szubrutin hívás történik, a PC tartalma a veremre kerül, így a jövőben visszatérhet a program kívánt helyére.
Ciklusok előtti állapot, dekódolás és kivitelezése a szállítószalag függetlenek egymástól, ez lehetővé teszi, hogy átfedésben végrehajtható parancsok időben. Bármely ciklus alatt három parancs egyszerre aktív lehet, mindegyik a befejezés különböző szakaszaiban.