Digitálne signálne signály signálov (Digitálny signál procesor - DSP) je špecializovaný programovateľný mikroprocesor určený na manipuláciu s digitálnym dátovým tokom v reálnom čase. DSP procesory sú široko používané na spracovanie grafických informácií, zvukových a video signálov.

akýkoľvek moderný počítač Vybavený centrálnym procesorom a len s procesorom spracovania digitálneho signálu (DSP - digitálny signál procesor). Centrálny procesor, je samozrejme digitálny systém a spracováva digitálne dáta, takže na prvý pohľad je nejasný rozdiel medzi digitálnymi údajmi a digitálnymi signálmi, to znamená, že tieto signály, ktoré spracovávajú procesorové procesy DSP.

Digitálne signály vo všeobecnosti prirodzene atribút všetky digitálne informačné toky, ktoré sa tvoria počas telekomunikácií. Hlavná vec, ktorá rozlišuje tieto informácie, nie je nevyhnutne vložené do pamäte (a preto môže byť v budúcnosti neprístupné), preto je potrebné ich spracovať v reálnom čase.

Počet zdrojov digitálnych informácií je takmer neobmedzený. Napríklad stiahnuté súbory vo formáte MP3 obsahujú digitálne signály, v skutočnosti reprezentujúce nahrávanie zvuku. V niektorých kamkordéroch sú video signály digitalizované a zaznamenané v digitálnom formáte. Vo drahých modeloch bezdrôtových a mobilných telefónov sa hlas je tiež konvertovaný na digitálny signál.

Varianty na tému

DSP procesory sú zásadne odlišné od mikroprocesorov, ktoré tvoria pracovnú plochu pracovnej plochy. Orodou jeho aktivít musí centrálny procesor vykonávať zjednotenie funkcií. Musí riadiť prácu rôznych počítačových hardvérových komponentov, ako sú jednotky, grafické displeje a sieťové rozhranie, aby sa zabezpečila ich dôsledná práca.

To znamená, že centrálne procesory desktopových počítačov majú komplexnú architektúru, pretože musia podporovať také základné funkcie ako ochrana pamäte, celočíselné aritmetické, plávajúce bodu prevádzku a vektorové spracovanie grafiky.

V dôsledku toho typický moderný centrálny procesor podporuje niekoľko stoviek tímov, ktoré zabezpečujú vykonanie všetkých týchto funkcií. Preto potrebujeme modul na dekódovanie príkazov, čo by umožnilo implementovať komplexný slovník príkazov, ako aj mnoho integrované schémy. V skutočnosti musia vykonávať akcie definované tímmi. Inými slovami, typický procesor na ploche obsahuje desiatky miliónov tranzistorov.

DSP procesor, naopak, by mal byť "úzky špecialista". Jedinou úlohou je zmeniť tok digitálnych signálov a urobiť to rýchlo. Procesor DSP sa skladá hlavne z vysokorýchlostných hardvérových obvodov, ktoré vykonávajú aritmetické funkcie a manipuláciu s bitmi optimalizovanými, aby sa rýchlo zmenili veľké množstvá dát.

Z tohto dôvodu je sada príkazov z DSP oveľa nižšia ako to centrálny procesor Pracovný počítač; Ich počet nepresahuje 80. To znamená, že DSP vyžaduje ľahký tímový dekodér a oveľa menší počet výkonných zariadení. Okrem toho musia všetky výkonné zariadenia nakoniec podporovať vysoko výkonné aritmetické operácie. Typický procesor DSP teda pozostáva z najviac niekoľko stoviek tisíc tranzistorov.

Ako vysoko špecializovaný, procesor DSP dokonale sa vyrovnáva s jeho prácou. Jeho matematické funkcie Umožní vám priebežne prijímať a zmeniť digitálny signál (napr. Nahrávanie na MP3 alebo nahrávanie hovoru na mobilný telefón), bez toho, aby ste ho mohli brzdiť. Pre zvýšenie šírka pásma Procesor DSP je vybavený dodatočnými internými dátovými pneumatikami, ktoré poskytujú rýchlejší prenos dát medzi aritmetickými modulmi a rozhraniami procesorov.

Prečo potrebujete DSP procesory?

Špecifické vlastnosti procesora DSP z hľadiska spracovania informácií z neho robia ideálny nástroj pre mnohé aplikácie. Použitie algoritmov na základe príslušného matematického prístroja môže DSP procesor vnímať digitálny signál a vykonávať konvolúcie operácie na získanie alebo potlačenie týchto alebo iných vlastností signálu.

Vzhľadom k tomu, že v DSP procesoroch, výrazne menej tranzistory ako v centrálnych procesoroch, konzumujú menej energie, čo im umožňuje používať v batériových výrobkoch. Ich výroba je mimoriadne zjednodušená, takže sa ocitnú v nízkonákladových zariadeniach. Kombinácia nízkej spotreby energie a nízke náklady určuje použitie procesorov DSP v mobilné telefóny A v robotoch.

Spektrum ich aplikácie je však ani zďaleka obmedzené. Na podporu mnohostranného spracovania môže byť použitá prítomnosť dát integrovaných na pamäťových kryštáloch a dodatočných dátových pneumatikách. Pri prenose na internete môžu komprimovať / rozbaľovať "živé video". Podobné vysoko výkonné procesory DSP sa často používajú v zariadení pre organizovanie videokonferencie.

Vnútri DSP.

Nižšie uvedený diagram ilustruje štruktúru Motorola DSP 5680x procesorového jadra. Samostatné vnútorné pneumatiky príkazov, dát a adries prispievajú k prudkému zvýšeniu šírky pásma počítačového systému. Prítomnosť sekundárnej dátovej zbernice umožňuje aritmetickému zariadeniu čítať dve hodnoty, znásobiť ich a vykonávať prevádzku akumulácie výsledku pre jeden procesor.

Neúmyselne narazil na video z "Chip a Dip" # 1 Digitálne spracovanie zvuku ADAU1701 | Otvorený projekt Spustiť
A potom "zakryté" so všetkými druhmi spomienok na túto tému. Rozhodol som sa skontrolovať, čo sa deje v našom čase na tejto fronte, zistil, že veľa dobrého a zaujímavého.

Kvalita spracovania sa výrazne zvýšila, cena sa výrazne znížila a zvuk DSP (digitálne spracovanie signálu) je už klepanie na náš dom! :)
V tomto videu sa uvažuje Sigmadsp ADAU1701 čip a rozhodol som sa zistiť, čo môžete vytvoriť s ním a bol veľmi ohromený možnostiami.
V ruštine si môžete prečítať o nich (). Pre mňa to DSP umožňuje stavať normálne akustický systém s vonkajším crossoverom. Možnosti systému je nepredstaviteľne viac ako môj pot. To vám umožní naprogramovať kompletný nováčik v programovaní, ale pochopenie zvukových komponentov a spôsob, akým pracujú: filtre; crossovers; Ekvalizéry atď. atď. Tieto vedomosti je potrebné na konfiguráciu všetkého.
Toto je príklad príkladu projektu v programe služieb a programovania DSP:

Ako môžete vidieť takmer žiadne "digitálne hodnoty" a všetko vyžaduje "zvuk".
Samozrejme, jeho ADC a DAC "je ďaleko od hi-end, ale priemerný hi-fi, ale pre domov tejto kvality je dosť, a možnosti sú veľmi vysoké. Je to veľmi dobré, že DSP má dvojitý výpočet presnosť (56-bit) a je štandardne nastavená.,
No ... malé / neúplné rozptýlené spieval, teraz realita.

V rôznych verziách sú poplatky:
možnosť 1. Kompletný skúšobný poplatok od výrobcu náklady ~ 12-15 tisíc rubľov A vám umožní vyhnúť sa čohokoľvek. IMHO Najväčšou výhodou nad zvyškom je kompletný SPDIF, t.j. a digitálny vstup a digitálny výstup Výsledky. Tiež vám umožňuje ladenie algoritmov "za behu". Objednať "pre kopec" z webovej stránky výrobcu.
Možnosť 2.. Toto je mierne nasekané usporiadanie z workshopu - sada BM2114DSP. Má všetky vstupy / výstupy analógové, ale ladenie je stále "za behu".
Náklady 4900 rubľov.
Možnosť 3.. Toto je maximálna zjednodušená verzia používania DSP z "čipu a ponorenia" ich labotoria "elektronických síl".
Súprava sa nazýva digitálne signálové procesory RDC2-0027v1, modul spracovania digitálneho zvuku na Sigmadsp ADAU1701, SIGMASTUDIO
Toto je variant s nedostatkom programovania "za behu". Vytvorte binárny, konvertovať a "nalejte" s "píšťalkou" v doske Errom. Trvá to trochu času, ale odoberá a vyžaduje pochopenie procesu. :)
Náklady na platbu 950 rubľov.

Áno, objasním, poplatok po programovaní funguje ako nezávislé zariadenie !!! Tí. PC nie je vždy potrebné! A k doske môžete pripojiť "twist" (snímače); Tlačidlá, atď, t.j. externé metódy Úpravy sú dostatočné, nie nevyhnutne ísť do kódu DSP.
Výber je na tebe...

Teraz sa týkal môjho zoznamu želaní z minulosti. Jedným z veľkých problémov pasívnych filtrov je fázové deformácie a čím väčšia je strmosť poklesu filtra, tým väčšia fázová skreslenie. Kvôli nim je mnoho pýchy, v ktorých je mimoriadne ťažké zbaviť sa a ťažko koordinovať rôzne frekvenčné pásma.
Údaje Digitálne filtre netrpia týmto a umožňujú vám urobiť veľa, aby ste sa zhodovali s reznými prúžkami. Je však potrebné použiť namiesto jedného zosilňovača - tri, jeden pre každý frekvenčný rozsah (akonáhle 3-pásmový stĺpec, potom sa získajú pásy 3 a zosilňovače 3). Samozrejme, môžu byť optimalizované pomocou energie (napríklad v mojom prípade bude LC - 30W; SC - 20W; HF - 10W), ale tu na možnostiach a amatérske, si myslím, že zjednotenie vyhrá. :)

Na konci nastaveného videa

Príklad, ako kombinovať "číslicu"

Ten chlap zhromažďuje monštrum na dvoch DSP

Nie je to tak dávno, vďaka veľkému pokroku v oblasti zvukového spracovania a počítačových technológií, takýto koncept ako DSP - spracovanie digitálneho signálu (spracovanie digitálneho signálu) bolo pevne zaradené do nášho vedomia. Spracovanie digitálneho signálu je oblasť technológie zaoberajúce sa počítačovými algoritmami v reálnom čase. DSP nám povie o možnosti tohto vysielateľa, aby túto službu realizovala prostredníctvom svojich technických možností. Niektoré moderné transceivery majú digitálne spracovanie prijímania a prenosu. Je bezpečné povedať, že digitálne spracovanie poskytuje kvalitu, ktorá zodpovedá novým technológiám a čas, v ktorom žijeme.

Digitálne spracovanie vo vzťahu k rádiovému amatérskemu je najčastejšie používané pri spracovaní signálu z éteru, aby sa zabezpečil lepší príjem, eliminuje interferenciu sprevádzajúce prenos korešpondu. Toto sa vykonáva pri práci s akoukoľvek komunikáciou, vrátane digitálneho. Na tento účel môže často používať počítač so zabudovanou zvukovou kartou (ZK) a zodpovedajúcim softvérom. Avšak v reálnom čase sa signál spracováva s oneskorením, a ak je v režime príjmu stále tolerantný, potom počas prenosu - č.

Práca SSB a používanie počítačového hardvéru a softvéru Možnosti v spracovaní signálu z mikrofónu, ktorý je pripojený k zvukovej karte počítača (nasledovaný podávacím signálom do vyrovnaného modulátora vysielača), je oneskorenie veľmi významné. Rozprávame sa Nie je ľahké zvýšiť signál z mikrofónu na určitú úroveň s pomocou CC a na použitie špeciálnych programov spracovania signálov v reálnom čase. Situácia je ešte zhoršujúca pri práci s takýmito digitálnymi druhmi ako Amtor, pactor, paket, keď je počítač súčasne používaný, povedzme, ako filter Notch a spolu s Controller TNC k dispozícii na stanici TNC, poskytuje uvedené typy práca. Oneskorenie pri spracovaní signálu v počítači v takýchto prípadoch je neplatné. Aby sme sa zbavili tohto problému, použite zvukovú kartu AUDIGY-2 (napríklad AUDIGY-2 24 BIT 96 KHz).

Aj táto zvuková karta má procesor vloženého hardvéru, ktorý umožňuje použitie softvérových a hardvérových schopností, spracovať signál v reálnom čase na dostatočne vysokej úrovni, t.j. V režime prenosu, napríklad v telefónnych typoch práce - SSB, AM, FM - majú dobrý ekvalizér, kompresor, obmedzovač a režim príjmu - notch filter, expandér alebo niečo iné.

To všetko je možné aj s osobný počítač z pentium procesor 200 ... 500 MHz, hoci používanie silnejších strojov je vítané, pretože tam sú ešte väčšie funkcie spracovania signálu softvér - Zapojte a vhodné programy, algoritmus spracovania, ktorý vyžaduje vyšší výkon počítača.

V tomto prípade umožňujú moderné technológie nepoužívať externé drahé digitálne spracovanie zariadení, ale do určitej miery napodobniť ich operáciu výpočtový výkon Počítačový centrálny procesor a zvuková karta. Je však možné s naozaj veľmi vysokými počítačovými zdrojmi. Pomocou týchto technológií zostáva len na inštaláciu dokovacieho uzla - rozhranie - medzi vysielačom a počítačom a úspešne využívať možnosť druhej.

Platba za správne spracovanie digitálneho signálu v prijímači alebo používaní počítača, rádio amatéri tiež používajú externé jednotky na spracovanie DSP. Toto je relatívne nový smer v amatérov.

Ide o digitálne spracovanie signálu pomocou high-tech, moderné vybavenie používané pri vysielaní a hudobných štúdiách, ktoré poskytuje absolútne profesionálnu kvalitu a prirodzenosť zvuku. Jedná sa o vysoko kvalitné miešacie konzoly, ako aj všetky druhy analógovo-digitálnych multi-pásma (častejšie parametrické) ekvalizéry, systémy zrušenia hluku - šumu, kompresory, obmedzovač, procesory s viacerými efektmi, čo umožňuje rôzne algoritmy spracovania zvuku.

Treba poznamenať, že DSP je koncepcia. Môžete mať Ekvalizér DSP, kompresor, iné zariadenia a dokonca aj mikrofón predzosilňovač. Mať funkciu DSP v transceiver je jeden, mať celé štúdio DSP zariadenia - to sú úplne odlišné funkcie. To platí, že v oboch prípadoch sa uvedené spracovanie vykonáva pri nízkej frekvencii.

Slávne výrobcovia DSP vybavenie - BEHRINGER www.behringer.com, ALESS www.alesis.com a ďalšie - majú obrovský zoznam, a veľa z nich môže byť úspešne aplikované rádiom amatérov.

Každý z týchto zariadení vykonáva svoju úlohu a spravidla obsahuje presné 24-bitové ADCS a DACS (analógovo-digitálne a digitálne-analógové konvertory) vo svojich dvoch kanáloch (analógovo-digitálne a digitálne analógové konvertory), pracujúci Profesionálna frekvencia diskreditácie a s rozsahom prevádzkových frekvencií 20 Hz ... 20 kHz.

Stručný certifikát

Analógové-digitálne a digitálne analógové konvertory. Prvý konvertuje analógový signál do digitálnej hodnoty amplitúdy, druhá plní reverznú transformáciu.

Zásada prevádzky ADC spočíva v meraní úrovne vstupného signálu a vydáva výsledok v digitálnej forme. V dôsledku práce ADC sa kontinuálny analógový signál zmení na impulz, pričom súčasne merajú amplitúdu každého impulzu. DAC prijíma digitálnu hodnotu amplitúdy na vstup a výstupy napätia impulzov alebo prúd požadovanej hodnoty, ktoré je integrátor umiestnený za ním (analógový filter) sa zmení na kontinuálny analógový signál.

Ako akékoľvek nové (najmä náročné investície peňazí), má svojich priaznivcov a oponentov. Na dosiahnutie vysokej úrovne kvality sa vyžaduje použitie širšieho filtra v transceiveri SSB-3 KHz, a nie 2.4 KHz alebo 2,5 kHz, ale to neprekračuje podmienky amatérskych rádiových komunikácií z hľadiska zariadenia použité.

Dnes odmietnuť právo na existenciu smeru pri spracovaní zvuku s pomocou ďalších zariadení môže byť len lenivý, závistivý alebo kto nemá vítaný pokrok a nové technológie.

Hi-Fi Audio v SSB je vysoká kvalita spracovania signálu NF v SSB, alebo "rozšírené SSB" - rozšírené SSB - frázy, často počuteľné a čiastočne vysvetľuje viac ako 10-ročnú činnosť rádiových amatérov z celého sveta na a Frekvencia 14178 KHz.

Tu je "okrúhly stôl" milencov štúdiových signálov a spôsobov, ako ich prijať. Toto je okrúhly stôl, ktorý nemá čas. Práca sa vykonáva takmer mraky. Na svete existuje o niečo viac ako 100 aktívnych rádiových amatérov s použitím týchto technológií, ktoré nie sú veľmi narušené QRM, už dosiahli významný úspech v vybavení ich staníc a nemajú nielen stredne-end transceivers výkonové zosilňovače (často vysoká výkonová trieda), ale aj najdôležitejšie účinné smerové antény

Mnohí sú počuť na takmer akúkoľvek pasáži, a niekedy v neprítomnosti Billa, W2ONV, z New Jersey - najstaršie rádio Amateur a veľký špecialista v oblasti spracovania zvuku pomocou externých zariadení DSP s výkonom 1,5 kW (maximálne povolené v USA) a dve sfarbené štvorvrstvové vlnové kanály, to bolo takmer vždy počuť v Európe už mnoho rokov na frekvencii 14178 KHz. Ľudia pracujúci na tomto "okrúhlom stole" - rôzne vekové kategórie, väčšinou od 30 do 80 rokov, a tón v práci vo väčšej miere špecifikujte rádiové amatéri staršej vekovej skupiny, a to nie je pocta staršej generácie, je to vyhlásenie o tom, že majú veľký úspech v oblasti digitálneho spracovania, pretože vlastnia Dostatočné znalosti a závažnejšie vybavenie.

Rádiové amatéri na "14178" - zvetrané a pokojné, plne nadšení, ktorí sú vždy spokojní s vlastným podnikaním a poskytujú im všetku pomoc veľkým prínosom k rozvoju samotných zvukových procesov, rovnakých rádiových amatérov, umiestnenie užitočných informácií Na svojich webových stránkach na internete sa mnohí dohodli, že John, NU9N, vytvoril webovú stránku na internete, urobil obrovský príspevok k rozvoju tejto oblasti (www.nu9n.com), kde uverejnil praktickú učebnicu o používaní Externé digitálne spracovanie zariadení, sekvencia ich pripojenie (veľmi dôležitá otázka) nastavenie parametrov na webovej stránke NU9N, môžu tiež stiahnuť vzorky DSP signálov mnohých rádiových amatérov, ktorí ich počúvajú celkom zaujímavé.

Bohužiaľ, v kvantitatívnom pláne stanice z bývalej Únie, 14178 KHz je veľmi slabý - vasily, ER4DX, Igor, EW1MM, Sergej, EW1DM, Sergey, RW3PS, Victor, RA9FIF a OLEG, RV3AAJ (žiadne iné údaje) ovplyvňujú nedostatok extra financuje nadobudnutie audio vybavenia, ako aj mentalitu ľudí - keď nie je čas a peniaze na to, čo to robí, znamená to, že je to zlé, znamená to, že to nie je nutné Zamerajte sa na skutočnosť, že všetky smery v amatéri majú právo na život, či už sú súťaže, qrp (alebo qro), DX'ing, a to aj absencia niektorých vedomostí o Morse, cudzí jazyk a oveľa viac - to je Tiež "smer" a my, bohužiaľ, k tomu už sa zdajú byť zvyknutí zvyknúť si na to.

Prajeme "Young" (10 rokov pre rádio - termín malého) úspechu v ich tvrdom hobby, a všetci, ktorí už dosiahli výsledky v iných oblastiach, pozývam vás, aby ste sa pripojili k komunite štúdiových signálov, na konci, Neexistuje nič zaujímavejšie.

Tento článok otvorí sériu publikácií určených na signalizačné procesory Multi-Core Digital TMS320C678. Článok dáva všeobecný pohľad o architektúre procesora. Článok odráža praktický materiál prednášky, ktorú ponúka poslucháči v rámci pokročilých vzdelávacích kurzov na "viacjadrových procesoroch spracovania digitálneho signálu C66X signálov TEXAS INSTRUMENTS" Vedené v Ryazanskej štátnej rádiovej inžinierskej univerzite.

Digitálne signálne signál TMS320C66XX sú postavené architektúrou Keystone a sú vysoko výkonné viacjadrových signálových procesorov, ktorí pracujú s pevným aj plávajúcim bodom. Architektúra Keystone je princípom výroby multi-core systémov na krištáľu, ktorý vám umožní usporiadať efektívnu spoločnú prevádzku veľkého počtu jadier DSP a RISC typu, urýchľovačov a periférií, s dostatočnou šírkou pásma vnútorných a externých údajov Prenosové kanály, základom hardvérových komponentov: Multicore Navigator (Interné rozhranie Dáta Exchange Controller), Teranet (interný autobus pre prenos dát), Multicore zdieľaný regulátor pamäte (Access Controller) a hypertextový odkaz (rozhranie externé zariadenia o intrakračnej rýchlosti).

Architektúra procesora TMS320C678, najviac vysoko výkonný procesor v rodine TMS320C66XX, je znázornený na obrázku 1. Architektúra môže byť rozdelená do nasledujúcich hlavných zložiek:

• sada prevádzkových jadier (Corepack);
• subsystém práce so všeobecnou internou a externou pamäťou (pamäťový subsystém);
• periférie;
• sieťový koprocesor (sieťový koprocesor);
• interný presmerovanie regulátora (Multicore Navigator);
• servisné hardvérové \u200b\u200bmoduly a vnútorná pneumatika Teranet.

Obrázok 1. Celková architektúra TMS320C6678

Procesor TMS320C6678 pracuje na hodinovej frekvencii 1,25 GHz. Prevádzka procesora je založená na sade operačných jadier C66X CorePack, počtu a zloženia závisieť od špecifického modelu procesora. CSP TMS320C6678 obsahuje 8 jadier typu DSP. Kernel je základným výpočtovým prvkom a zahŕňa výpočtové bloky, registrované súpravy, softvér, softvér a dátové pamäte. Pamäť zahrnutá v jadre sa nazýva miestna.

Okrem miestnej pamäte existuje všeobecná pamäť pre všetky jadrá - všeobecná pamäť na viacjadrový procesor (MSM Multicore zdieľaná pamäť). Prístup do zdieľanej pamäte sa vykonáva prostredníctvom podsystému správy pamäte (pamäťový podsystém), ktorý tiež obsahuje rozhranie externého pamäte EMIF na výmenu údajov medzi procesorom a externými pamäťovými čipmi.

Sieťový koprocesor zvyšuje účinnosť procesora v zložení rôznych typov telekomunikačných zariadení, implementáciu hardvérového typu pre túto sféru úlohy spracovania údajov. Prevádzka koprožoru je založená na akceptácii paketov dát paketov (akcelerátor paketov) a bezpečnostný accelerátor. Špecifikácia procesora uvádza súbor protokolov a noriem podporovaných týmito urýchľovačmi.

Medzi periférne zariadenia patria:

• Serial Rapio (SRIO) Verzia 2.1 - poskytuje rýchlosť prenosu dát na 5 Gbaud na riadok s počtom riadkov (kanálov) - na 4;
• PCI Express (PCIE) GEN2 verzie - poskytuje rýchlosť prenosu dát na 5 Gbaud na riadok s počtom riadkov (kanálov) - až 2;
• Hypertextový odkaz. - Rozhranie vnútornej pneumatiky, ktorá umožňuje spínacie procesory postavené architektúrou Keystone priamo navzájom a výmenu za intrataritu; Rýchlosť prenosu dát - až 50 GBAUD;
• Gigabit Ethernet (GBE) Poskytuje prenosové rýchlosti: 10/100/1000 Mbps a je podporovaný hardvérovým urýchľovačom sieťová komunikácia (sieťový koprocesor);
• EMIF DDR3 - Rozhranie typu externej pamäte DDR3; Má trochu 64 bitov zbernice, ktorý poskytuje adresovateľný pamäťový priestor do 8 GB;
• Emif. - Rozhranie vonkajšej pamäte všeobecného účelu; Má bit 16 bitov pneumatík a môže byť použitý na pripojenie 256 MB NAND FLASH alebo 16 MB ani Flash;
• Tsip (telecom sériové porty) - Telekomunikačný sériový port; Poskytuje prenosové rýchlosti na 8 Mbps na riadok s počtom riadkov - na 8;
• UART. - univerzálny asynchrónny sériový port;
• I2C. - vnútorná komunikačná pneumatika;
• GPIO. - Vstup všeobecného účelu - 16 záverov;
• Spi - univerzálne sériové rozhranie;
• Časovače (časovače) - používa sa na generovanie periodických udalostí.

Moduly hardvéru služieb zahŕňajú:

• ladiaci a stopový modul (debug a stopa) - Umožňuje dostávať ladenie nástrojov prístup k interným zdrojom pracovného procesora;
• bOOT ROM (BOOT ROM) - Uloží počiatočný program načítavania;
• hardvérový semafor - slúži na podporu hardvéru na organizovanie zdieľania paralelných procesov spoločné zdroje procesor;
• modul správy napájania - implementuje dynamickú kontrolu výkonových režimov komponentov procesora, aby sa minimalizovala spotreba energie v momentoch, keď procesor nefunguje v plnej moci;
• fAPC SCHÉMA - Formuláre interné frekvencie hodín procesor z externého referenčného taktického signálu;
• regulátor priameho priameho prístupu (EDMA) - riadi proces prenosu dát, vykladanie prevádzkových jadier CSP a je alternatívou k MultiCare Navigator.

Interný dopravný regulátor (Multicore Navigator) je výkonný a efektívny hardvérový modul zodpovedný za arbitráž dát medzi rôznymi komponentmi procesorov. Multi-core systémy na Crystal TMS320C66XX sú veľmi komplexné zariadenia a organizovať výmenu informácií medzi všetkými komponentmi takéhoto zariadenia, vyžaduje sa špeciálny hardvérový blok. Multicore Navigator umožňuje jadier, periférne zariadenia, hostiteľské zariadenia nepreberajú funkcie ovládania výmeny údajov. Keď je komponent procesora potrebuje odoslať pole údajov do inej zložky, jednoducho označuje regulátor, ktorý a kde preniesť. Všetky funkcie pre samotnú zásielku a synchronizáciu odosielateľa a príjemcu berú multicore navigátor.

Základom fungovania viacjadrového procesora TMS320C66XX z polohy vysokorýchlostnej výmeny údajov medzi všetkými početnými komponentmi procesorov, ako aj externými modulmi, je vnútorná pneumatika Teranetu.

V nasledujúcom článku bude podrobne diskutovať architektúra operačného jadra C66X.

1. MultiCage Programovanie sprievodca / Sprb27B - august 2012;
2. TMS320C6678 MultiComor Pevný a plávajúci-bod Digitálny signál Prosessor Data Manual / SPRRS691C - február 2012.

Digitálny DSP signálny procesor (procesor digitálneho signálu)

VlastnostiDSP.

DSP sú špecializované procesory pre aplikácie vyžadujúce intenzívny výpočet.
Ak ste bližšie k zváženiu, napríklad proces vynásobením dvoch čísel pri zachovaní výsledku v tradičných mikroprocesoroch, môžete vidieť, ako sa strojový čas spotrebuje: Najprv sa vyskytuje odber vzoriek príkazu (príkazová adresa je nastavená na adresu adresy), Potom prvý operand (adresa operandu je nastavená na adresovú zbernicu.) Potom sa operand prenesie do batérie, potom existuje vzorka druhého operandu atď. Zrýchlenie tohto procesu na procesore všeobecného účelu je nemožné z dôvodu prítomnosti jedinej adriesnej zbernice a jediným dátovým autobusom, ako aj jednej dátovej banke. Vzhľadom na to, všetky operácie na extrahovanie operandov z pamäte, vzoriek príkazov a uloženie operandu sa vykonávajú postupne pomocou rovnakej dátovej zbernice a adresovej zbernice. Okrem toho, ak uvažujete o prevádzke cyklického súčtu série Arithmetiky, môžete vidieť, že nie je čas, keď nie je čas pre pamäť prvého príkazu cyklu, pričom kontrola podmienok cyklu (meter) a návrat Prvý tím. Taktiež existujú veľké neproduktívne náklady pri prechode na podprogram a návrat (nahrávanie a obnovenie hodnôt registra z zásobníka) as mnohými ďalšími operáciami. Ak uvažujete veľká suma Matematické operácie Pri vykonávaní digitálneho spracovania signálu je jasné, že veľmi citlivé straty sú nevyhnutné v presnosti výpočtu pri zaokrúhľovaní, ktoré nemožno ovplyvniť celkový výsledok. K tomu dochádza kvôli rovnakému kúsku všetkých registrov procesorov univerzálnej.
Pri spracovaní digitálneho signálu nie sú všetky tieto náklady povolené. S cieľom prekonať tento nedostatok procesorov na všeobecné účely a digitálne signály (procesor DSP - digitálny signál).

Architektúra Thirty Harvard

Jeho funkcia sa skladá predovšetkým v tom, že na rozdiel od dvoch pneumatík známych na nás: pneumatiky adresy a dátovej zbernice, ako aj jednej pamäťovej banky, DSP má najmenej 6-7 rôznych pneumatík a 2-3 pamäťovej banky. Táto funkcia je určená na maximalizáciu výkonu multiplikačnej operácie s uchovávaním výsledku, ktorý je nepochybne najpotrebovo náročným a náročným na zdroje v digitálnom spracovaní signálov. Architektúra DSP umožňuje Pre jeden strojový cyklus produkovať:

• výber príkazu cez autobusovú adresu a programové pneumatiky zbernice;
• výber dvoch operandov pre multiplikačnú prevádzku prostredníctvom dvoch zbernice adresy údajov;
• zlepšenie operandov do batérií prostredníctvom dvoch dátových pneumatík;
• prevádzka multiplikácie;
• výsledok uložte do batérie.

Architektúra tvrdej skúšky teda umožňuje vykonávať takmer akúkoľvek prevádzku pre jeden počítačový cyklus.
Ako príklad účinnosti používania DSP pri implementácii algoritmov na spracovanie digitálnych signálov môžete priniesť nasledovnú skutočnosť: Doba dokončenia komplexu 1024-bodovej Fourierovej transformácie je 20 ms pre 486DX2 66 MHz (32-bit) a 3,23 mc 24-bit 33 MHz DSP56001 Motorola alebo Motorola 3,1 ms pre 32-bitové 33 MHz DSP TMS320C30 s plávajúcimi aritmetickými texas nástrojmi.
Ako už bolo uvedené, procesory digitálnych signálov majú pocty nielen vysoký výkon meraný v rýchlosti operácií multiplikácie / akumulácie (MOPS - milióny tímov za sekundu), ale aj charakteristiky, ako je postupnosť vykonávania programu, aritmetické operácie a adresovanie pamäte , Umožňujúce zníženie neproduktívneho času stráviť minimálne. Všeobecne platí, že DSP sa líši od iných typov mikroprocesorov a mikrokontrolérov v nasledujúcich piatich hlavných funkciách:

• Rýchly aritmetický.

DSP - procesor musí vykonať vykonávanie multiplikačných operácií, násobenie s akumuláciou, cyklickým posunom, ako aj štandardným aritmetickým a logickým operáciám.

• Rozšírený dynamický objem pre prevádzku multiplikácie / akumulácie.

Prevádzka výpočtu určitej sekvencie hodnôt je základom algoritmov realizovaných na DSP. Ochrana pretekov je potrebná na zabránenie stratám dát.

• Výber dvoch operandov pre jeden cyklus.

Je zrejmé, že pre väčšinu operácií vykonávaných DSP sú potrebné dve operandy. Na dosiahnutie maximálneho výkonu musí byť procesor schopný vytvoriť simultánnu vzorku dvoch operandov, čo tiež vyžaduje prítomnosť flexibilného adresovacieho systému.

• Prítomnosť hardvérových cyklických pufrov (vložených a externých).

Široká trieda algoritmov realizovaných na DSP vyžaduje použitie cyklických pufrov. Podpora hardvéru pre cyklické vrátenie ukazovateľa adries alebo modulárne riešenie znižuje nerobiace náklady na čas procesora a zjednodušuje implementáciu algoritmov.

• Organizovanie cyklov a pobočiek bez straty vo výkone.

Algoritmy DSP zahŕňajú veľa opakovaných operácií, ktoré možno implementovať vo forme cyklov. Možnosť organizovania postupnosti vykonania kódového programu v cykle bez straty výkonnosti sa vyznačuje DSP z iných procesorov. Podobne, časová strata pri vykonávaní prevádzky pobočky podľa stavu je tiež neprijateľná, keď je digitálne spracovanie signálov.
Nemala by však však myslieť, že DSP môže úplne nahradiť procesory na všeobecné účely. Digitálne signály majú spravidla zjednodušený systém príkazov, ktoré neumožňujú vykonávanie operácií, ktoré nesúvisia s matematickými výpočtami s rovnakou účinnosťou ako procesory na všeobecné použitie. Pokus o kombináciu v jednej procesorovej moci v matematických výpočtoch a flexibilite v operáciách iného druhu vedie k neoprávnenému nárastu nákladov. Preto sa DSPS používajú častejšie vo forme koprocesorov (matematických, grafických, urýchľovačov atď.) S hlavným procesorom alebo ako nezávislým procesorom, ak je to dostatočné.

DSP.firmyMotorola.

Motorola v súčasnosti vyrába tri rodiny procesorov digitálnych signálov. Toto je series DSP56100, DSP56000 a DSP96000. Všetky mikropruhy série sú založené na architektúre DSP56000 a líšia sa v bitovom (16, 24, 32 bitoch) a niektoré vstavané zariadenia. Dosiahne sa teda kompatibilita mikroobvodov všetkých troch rodín. Všetky spoločnosti DSP Firmy Motorola sú postavené podľa identickej architektúry Harvardov, ktorá je opísaná skôr s veľkým počtom súčiastky, porty, regulátory, pamäťové banky a pneumatiky pracujú paralelne, aby sa dosiahla maximálna rýchlosť.
Prenos dát Vyskytuje sa na obojsmerných dátových pneumatikách (jeden pre DSP56100 (XDB) a dva pre DSP56000 a DSP96000 (XDB a YDB)), programové zbernice (PDB) a spoločnú dátovú zbernicu (GDB). Okrem toho má DSP96000 samostatný priamy prístupový autobus (DDB). Prenos údajov medzi pneumatikami sa vyskytuje prostredníctvom interného Zariadenie na správu pneumatík.
Adresa Vykonáva sa na dvoch jednosmerných pneumatikách: adries adries adries a adries adresár programu.
BITA Manipulačná jednotka Umožňuje flexibilne spravovať stav všetkých bitov v registroch a pamäťových bunkách. Prítomnosť takejto príležitosti je výhodou vo vzťahu k ostatným používateľom DSP.
Aritmetické a logické zariadenie (Allu) vykonáva všetky aritmetické a logické operácie a má vo svojom zložení vstupných registrov, batérií, batériových expanzných registrov (8-bitové, čo umožňuje 256 pretekať bez straty presnosti), paralelný jednorazový multiplikačný blok so zachovaním (MA), ako aj registračným systémom. Flexibilný príkazový systém vám umožňuje Vykonať ALU na jeden cyklus násobiaceho príkazu, násobenie s uchovávaním výsledku, súčet, odčítania, posunu a logických operácií. Charakteristickým rysom DSP spoločnosti Motorola je schopnosť zdvojnásobiť vstupné registre allu a zvýšenie tohto spôsobu vypúšťania spracovaných čísel. Ďalšou dôležitou vlastnosťou je prítomnosť operácie rozdelenia, často chýba od iných výrobcov a vymeniteľnú násobnú operáciu pre reverzné číslo, čo vedie k strate presnosti.
Jednotka formácie adresy Vykonáva všetky výpočty súvisiace s definíciou adries v pamäti. Táto jednotka funguje nezávisle od ostatných blokov procesorov. Pre jeden cyklus sa z pamäte alebo jednej nahrávacej operácie môžu vykonávať dve operácie čítania. Motorola's DSP má mimoriadne výkonný výkonný systém, ktorý vám umožní vyrábať takmer akúkoľvek manipuláciu s údajmi pre jeden príkaz. Táto dôležitá funkcia je prospešná pre DSP, vyrába spoločnosť, z analógov. Riešenie modulu je vhodné pre organizáciu kruhových pufrov bez kontroly hranicu, čo umožňuje zabrániť neproduktívnemu času. Možnosť riešenia inverzie významných bitov uľahčuje implementáciu BPF.
Blokovať Kancelária Vykonanie program Obsahuje 6 registrov, medzi ktorými Cyklus adresára ukazovateľa a CyklyUmožnenie organizovania hardvérovej podpory pre organizáciu cyklov v spoločnosti DSP spoločnosti Motorola, pri ktorej sa na kontrolu podmienok výstupu z cyklu nevyužívajú ďalšie cykly stroja a zmeňte pult cyklu. Vo príkazom Organizácie na cyklus je jasne uvedený rad opakovaní.
Systémový zásobník je samostatná časť 15 slov RAM a môžu ukladať informácie o 15 prerušení, 7 cyklov alebo 15 výstupov do podprogramu. Údaje z zásobníka sa čítajú v jednom cykle, čím sa znižujú nerobiace náklady na čas procesora.
Hlavným znakom Motorola DSP je prítomnosť všetkých mikroobvodov Intrachrystal emulátorUmožní vám ladenie programov bez použitia dodatočného hardvéru. Preto nie je potrebné kúpiť drahé ladenie agentov. Emulátor vám umožňuje nahrávať / čítať registre a pamäťové bunky, nastaviť zastavenie, krok za krokom vykonanie programu a iné akcie odosielaním príkazov na 4-káblový autobus.
Na zníženie spotreby energie v momentoch, keď sa výpočty nevykonávajú, sú poskytnuté dva režimy so zníženou spotrebou energie: Zastaviť.a Čakať.
Ak chcete pracovať, spolu s inými procesormi a priamymi pamäťovými kanálmi, je k dispozícii vstavaná pamäť. Hostiteľské rozhranie.
Vlastnenie všetkých vyššie uvedených vlastností potrebných pre spracovanie digitálneho signálu má DSP Motorola extrémne výkonný a flexibilný príkazový systém, ktorý umožňuje užívateľovi pracovať pohodlne a efektívne pracovať s procesormi.

Rodina DSP96000

Rodina DSP96000 má 32-bitovú architektúru a podporuje operácie plávajúceho bodu. Rodinné mikroobvody sú určené pre počítačové systémy Multimédiá. DSP tejto série môže tiež fungovať ako nezávislé čipy, a prostredníctvom dvoch nezávislých 32-bitových portov môže dôsledne vymieňať údaje s inými procesormi.
Rodinné mikroobvody sú v ich zložení 6 pamäťových bánk, 8 pneumatík a 4 autonómnych počítačových jednotiek: Allu, riadiaca jednotka programu, jednotka generácie dvojitého adresy a vstavaný dvojkanálový radič priamy prístup.
Charakteristiky mikroobvody DSP96000:

• 49,5 MIPS pri 40 MHz
• 60 MFLOPS na 40 MHz, cyklus 50 ns
• 32-bitová organizácia
• 2 Banková pamäťová banka 512x32 bity
• 2 Banka dátovej pamäte 512x32 bity
• RAM Programy 1024x32 Bity
• zavedenie ROM objem 56 bajtov
• adresovateľná externá pamäť 2x232 32-bitové slová dátovej pamäte a programov
• vstavaný emulátor
• 2 kanály priamej pamäte
• 2 Kanálová výmena s externými procesormi
• prípad s 223 závermi v bývaní PGA alebo QFP

DSP.firmyTexas.Nástroje

DSP z tejto spoločnosti je reprezentovaný nasledujúcimi mikroprocesormi: TMS 32010, TMS 320C20, TMS 320C25, TMS 320C30, TMS 320C40, TMS 320C50.

Vlastnosti architektúry TMS320C25

Architektúra TMS320C2X je založená na architektúre TMS32010 - prvý člen rodiny Mikroprocesora DSP. Okrem toho sa súbor jeho príkazov prekrýva sadu mikroprocesorových príkazov TMS32010, ktorá šetrí kompatibilita softvéru zdola nahor.
Mikroprocesor TMS320C2X má jednu batériu a používa architektúru Harvardov, v ktorej sú dátové pamäte a pamäťové programy oddelené na rôzne adresné medzery. To vám umožní úplne prekrývať hovor a vykonanie príkazu. Systém príkazov obsahuje príkazy na výmenu údajov medzi dvoma pamäťovými oblasťami. Mimo mikroprocesora dátového priestoru a programov sú kombinované do tej istej zbernice, aby sa maximalizoval rozsah adries v oboch oblastiach pamäte a zároveň maximalizovali množstvo výstupných kontaktov. Vo vnútri mikroprocesora sa priestor a dátový priestor zobrazí na rôznych pneumatikách, aby sa zvýšila výkon procesora a rýchlosť vykonávania programu.
Zvýšená flexibilita dizajnu systému je poskytovaná kryštálom dvoma veľkými pamäťovými blokmi RAM, z ktorých jeden môže byť použitý ako pamäť pamäťovej pamäte a ako dátová pamäť. Väčšina príkazov procesora sa vykonáva v jednom strojovom cykle pomocou externej pamäte rýchlych vzorových programov a používaní. vnútorná pamäť RAM. Flexibilita mikroprocesora TMS320C2X poskytuje aj spojenie s pomalou externou pamäťou alebo periférnych zariadení pomocou pripraveného signálu; Ale v tomto prípade sa príkazy vykonávajú pre niekoľko cyklov.

Pamäťová organizácia

Na TMS32020 Crystal je 544 16-bitových slov pamäte RAM, z toho 288 slov (bloky B1 a B2) sú vždy priradené k údajom a 256 slov (blok B0) v rôznych konfiguráciách procesora môže byť použitý ako pamäťovú pamäť alebo ako pamäť programu. TMS320C25 Okrem toho je vybavený skrytým ROM (ROM), objem 4K slov a TMS320E25 - pamäť 4K slov s ultrafialovým vymazaním EPROM.
TMS320C2X je poskytovaný tromi oddelenými adresovými medzerami - pre pamäť programov, pre dátovú pamäť a pre I / O zariadenia, ako je znázornené na obr. 6.5. Tieto medzery mimo kryštálu sa líšia pomocou -ps, -DS, -S signály (pre programové medzery, dáta, vstup / výstup, resp. Pamäťové bloky B0, B1, B2 umiestnené na krištáľu sú pokryté vo výške 544 pamäťových slov s ľubovoľným prístupom (RAM). RAM B0 (256 slov) sa nachádza na 4 a 5 stranách dátovej pamäte, ak je priradený k údajom alebo adresám\u003e FF00 -\u003e FFFF, ak je súčasťou pamäte programu. Blok B1 (iba údaje) sa nachádza na 6 a 7 strán a blok B2 zaberá staršie 32 slov 0 stránok. Zostávajúca časť stránky je obsadená 6 adresovateľnými registrmi a záložnou oblasťou; 1 - 3 stránky sú tiež záložnou oblasťou. Záložné oblasti nie je možné použiť na ukladanie informácií pri čítaní ich obsahu.
Interná programová pamäť (ROM), ktorá sa nachádza na kryštále procesora, môže byť použitý ako Junior 4K Slovo pamäťové slová. Na tento účel musí byť kontakt MP / * MC podávaný s nízkym signálom. Ak chcete zakázať používanie interného poľa ROM na MP / * MC, musíte predložiť vysokú úroveň.

Externá pamäť a rozhranie I / O

Mikroprocesor TMS32020 podporuje Široký okruh Systémy rozhrania. Adresový priestor údajov, programov a I / O poskytuje konjugáciu pamäte a externé zariadenia, čo zvyšuje možnosti systému. Miestne pamäťové rozhranie sa skladá z:

• 16-bitová dáta pneumatiky (D0-D15);
• 16-bitová adresa pneumatiky (A0-A15);
• adresové medzery, programy a vstup / výstup vybraný signálmi (* DS, * PS a * IS);
• rôzne signály riadenia systému.

R / * W Signál riadi smer prenosu a signál * STRB ovláda prenos.
I / O space obsahuje 16 portov pre vstupy a 16 portov na výstup. Tieto porty poskytujú kompletné 16-bitové rozhranie s externými dátovými zbernicovými zariadeniami. Jednorazový vstup / výstup pomocou príkazov A a OUT sa vykonáva pre dva cykly príkazov; Použitie počítadla opakovania však znižuje čas jedného prístupu k portu do 1. cyklu.
Použitie I / O je zjednodušené skutočnosťou, že sa vykonáva aj vstup / výstup, ako aj príťažlivosť pamäte. I / O zariadenia sa zobrazia v adresári / výstupnom priestore, pomocou externej adresy procesora a dátovej zbernice, rovnako ako pamäť. Pri riešení vnútornej pamäte je dátový autobus v treťom stave a riadiace signály v pasívnom stave (HIGH).
Interakcia s pamäťou a I / O zariadenia pri rôznych rýchlostiach je sprevádzaná pripraveným signálom. Pri komunikácii s pomalými zariadeniami, TMS320c2x čaká na zariadenie, kým zariadenie nedokončí svoju prácu a podpisuje procesor o nej cez Riadok pripravenosti, po ktorom procesor bude pokračovať v práci.

Centrálne aritmetické logické zariadenie

Centrálne aritmetické logické zariadenie (CALU) obsahuje 16-bitový posun registra, 16 x 16 paralelný multiplikátor, 32-bitové aritmetické-logické zariadenie (ALU), 32-bitové batérie a niekoľko ďalších registrov posunu, ktoré sa nachádzajú ako na výstup z multiplikátora A na výstupe batérie.
Akákoľvek operácia ALU sa vykonáva v nasledujúcej sekvencii:

1. Údaje sa zachytávajú z pamäte RAM na dátový zbernicu,
2. Údaje prechádzajú cez register mierky a cez ALU, v ktorých sa vykonávajú aritmetické operácie,
3. výsledok sa prenáša do batérie.

Jeden vstup do ALU je vždy pripojený k výstupu batérie a druhý môže prijímať informácie buď z režimu produktu (PR) multiplikátor alebo zavádzanie z pamäte cez register mierky.

Dopravné operácie

Príkazový dopravník pozostáva zo sekvencie prístupových operácií do vonkajšej zbernice, ktorá sa vyskytuje počas vykonávania príkazov. Dopravník "Predurčenie-dekódovanie-plnenie" je zvyčajne nepoĺčenci pre užívateľa, s výnimkou niektorých prípadov, keď sa dopravník musí prerušiť (napríklad pri vetvení). Počas prevádzky dopravníka sú predvolené, dekódovanie a vykonávanie príkazov nezávislé od seba. To umožňuje prekrývanie príkazov. Takže pre jeden cyklus môžu byť dve alebo tri tímy aktívne, každý v rôznych štádiách práce. Preto ukazuje dvojvrstvový dopravník pre TMS32020 a tri úrovne pre TMS320C25.
Počet úrovní dopravníka nie vždy ovplyvňuje rýchlosť vykonávania príkazu. Väčšina príkazov sa vykonáva v rovnakom počte cyklov, bez ohľadu na to, ktoré príkazy sú vybrané z pamäte: externé, vnútorné RAM alebo interné ROM.
Doplnkový hardvér existujúci na procesore TMS320C25 vám umožňuje rozšíriť počet úrovní dopravníkov do troch, čo zvyšuje výkon procesora. Tieto fondy zahŕňajú predbežné pult (PFC), 16-bitový mikrovlnný stoh (MCS), príkazový register (IR) a register fronty príkazov (QIR).
S trojrozmerným PFC Dopravník obsahuje adresu nasledujúceho príkazu, ktorý má byť predprivený. Akonáhle je prefrakcia vykonaná, tím je naložený do IR. Ak IR ukladá príkaz, ktorý ešte nie je splnený, príkaz prex je umiestnený v QIR. Po tom, PFC sa zvyšuje 1. Akonáhle je spustený aktuálny príkaz, príkaz QIR bude preťažený IR pre ďalšie vykonanie.
Command Counter (PC) obsahuje adresu príkazu, ktorý sa má vyplniť nasledovne a nie je použitý na operácie zachytávania.
Zvyčajne sa počítač používa ako ukazovateľ na aktuálnu polohu v programe. Obsah počítača sa zvyšuje po vykonaní každého príkazu. Keď dôjde k prerušeniu alebo námestnému hovoru, obsah počítača je umiestnený na stoh, takže v budúcnosti sa môžete vrátiť na požadované miesto programu.
Cykly predvolebného hľadiska, dekódovania a vykonávania dopravníka sú navzájom nezávislé, umožňuje časom prekrývať spustiteľné príkazy. Počas akéhokoľvek cyklu môžu byť súčasne aktívne tri príkazy, každý v rôznych štádiách dokončenia.