Устройство на сигнальном процессоре

Обобщенная архитектура процессора DSP образуется тремя составляющими: процессорным ядром, подсистемами ввода /вывода и сравнения.

Структура процессорного ядра отражает выделенный операционный базис и учитывает особенности алгоритмов ЦОС (цифровой обработки сигналов). Блок генерации адреса обеспечивает необходимые способы адресации, в том числе бит-реверсивную. Синтезатор тактовой частоты (PLL) дает возможность регулировать производительность и потребляемую мощность. Блок выполнения операций реализует операции с фиксированной точкой и операции с плавающей точкой для приложений, где требуется высокая точность и производительность.

В процессорное ядро введен блок отладки и контроля, который содержит средства внутрисхемной эмуляции (OnCE), средства тестирования и отладки, сторожевой таймер.

Подсистема ввода/вывода включает кодек (АЦП и ЦАП), параллельные и последовательные порты ввода/вывода, host - интерфейс для связи с персональным компьютером или другой ЭВМ.

Организация подсистемы хранения также во многом отражает специфику алгоритмов ЦОС. Так, в частности, выделение двух блоков памяти X и Y позволяет одновременно считывать операнды для свертки, а выделение памяти позволяет распараллелить адреса - чтение операндов - выполнение - (запись результатов).

Рассмотрим семейство DSP561XX из 16-разрядных процессоров. Это семейство имеет следующие характеристики:

Производительность до 30 MIPS на 60 Мгц (цикл команды - 33,3 нс);

Параллельное выполнение умножения-суммирования 16х16 бит;

Аккумулятор 2х40 бит с байтовым расширением;

Высокий параллелизм при выполнении инструкций;

Специальные режимы адресации для DSP;

Вложенные аппаратные циклы DO, включая бесконечные циклы и циклыDOдо 0;

Быстрый автовозврат прерываний;

Три вывода внешних прерываний;

-разрядные внутренние шины адреса и данных;

Режим Stop и режимы пониженного энергопотребления;

Режим внутрисхемной эмулици (OnCE);

Пониженное энергопотребление (технология КМОП);

Регулирование частоты работы от максимальной до DC (Direct Current).

В состав семейства входят: DSP56116, DSP56156, DSP56166, DSP56167.

Эти модели основаны на одном шестнадцатиразрядном процессорном ядре и отличаются размерами памяти и составом периферийных устройств.

Рассмотрим DSP56156, структурная схема которого представлена на рисунке

передача данный код каскадный помехоустойчивый

Рис. 3.4 Обобщенная структура процессора семейства DSP561XX

Пунктиром выделены блоки, составляющие процессорное ядро. На рисунке используются обозначения: XABI, XAB2, PAB - адресные шины памяти данных и памяти программ соответственно; XDB, PDB, GDB - шины данных; памяти Х, памяти программ и общая шина данных соответственно.

Помимо ядра на кристалле расположены: ОЗУ данные - 2К х 16; ОЗУ программ - 2К х 16; загрузочное ПЗУ - 64 х 16, позволяющее осуществлять нагрузку из внешней памяти по host - интерфейсу или по SSIO; 27 линий ввода/вывода; программируемый синтезатор тактовой частоты; байтовый host-интерфейс с поддержкой прямого доступа; два полнодуплексных канала, позволяющие также реализовать компандирование при аналого-цифровом и цифро-аналоговом преобразовании динамического диапазона, а также программно выбирать 32 временных слотов в сетевом режиме; 16-разрядный таймер; 16-разрядный согма-дельта кодек с частотой дискретизации от 100 КГц до 3 МГц, динамическим диапазоном 80 дБ и соотношением сигнал/шум + искажение на уровне 60 дБ. Наличие сигма-дельта кодека позволяет использовать DSP56156 в различных недорогих системах.

Другие стьтьи в тему

Разработка переносного пульта проверки электромеханизмов МПК-1, МПК-5, МПК-13
Развитие гражданской авиации тесно связано с переходом отрасли на новые условия рыночной экономики и ускорением научно технического прогресса. Объем и характер задач, выдвигаемых ныне перед гражданской авиацией, требуют не только частичных улучшений, но и крупных комплексных мер, кото ...

Р-канальный полевой транзистор с изолированным затвором
Одним из основных достижений микроэлектроники является создание на основе фундаментальных и прикладных наук новой элементной базы - интегральных микросхем. Развитие вопросов проектирования и совершенствование технологии позволило в короткий срок создать высокоинтегрированные функ ...