Ma’ruza: tms320C2x oilasining qo‘zg‘almas nuqtali sribplari. Protsessorning vazifalari. Reja: Signal protsessorlari buyruqlar tizimi 2

Ma’ruza: TMS320C2x oilasining qo‘zg‘almas nuqtali SRIBPlari. Protsessorning vazifalari.


Reja:
1. Signal protsessorlari buyruqlar tizimi
2. Mikroprotsessorlarni dasturlash
3. Raqamli signalni qayta ishlash sxemasi TMS320C25T

Signal protsessorlarining buyruqlar tizimi universal mikroprotsessorlarning (ayniqsa RISC arxitekturasi bilan) va bitta chipli mikrokontrolerlarning buyruqlar tizimlarining ko‘plab xususiyatlariga yega. Bu asosiy arifmetik va mantiqiy operat- siyalar va o‘tish guruhlarini o‘z ichiga oladi, lekin universal MP dan kamroq miq-dorda. Operandlarni joylashtirish rejimlari soni ham nisbatan kichik. Jamoa oddiy, aniq belgilangan formatga yega. Buyruqning uzunligi bir, kamida ikkita 16-bit so‘z. Shu bilan birga, qisqartirilgan buyruqlar to‘plamidan foydalanish bilan bir qatorda, DSP protsessorlarida MMX ishlov berish uchun minimal va maksimal qidirish buyrug‘i sifatida, mutlaq qiymatni olish, to‘yinganlik bilan qo‘shimcha ravishda, ikkita raqamni qo‘shganda, natija ushbu bit jadvalida maksimal qiymatga yega bo‘ladi. Bu konveyerda to‘qnashuvlar sonining pasayishiga olib keladi va protsessor samaradorligini oshiradi. Boshqa tomondan, DSP ularning mavjudligi, ularning foydalanish o‘ziga xos jihatlari bilan bog‘liq bo‘lgan va shuning uchun kamdan-kam hollarda boshqa turdagi microprocessors mavjud bo‘lgan buyruqlar, bir qator o‘z ichiga oladi. Avvalo, bu, albatta, cos-ga asoslangan Mac summasini to‘plash bilan ko‘paytirish jamoasi: a = B*C+A. ba’zi signal protsessorlarining buyruq tizimlarida dasturlashda ushbu buyruqning sikldagi bajarilishi sonini va b va S operandlarini aniqlash uchun indekslarni o‘zgartirish qoidalarini belgilashingiz mumkin. Bu shuningdek, keyingi soatlarda ko‘paytirishni tayyorlash uchun davriy tampon ishini qo‘llab-quvvatlaydigan qo‘shni RAM ma’lumotlar xujayrasiga Shift (qayta yozish) buyruqlarini ham o‘z ichiga oladi. BPF algoritmlarini samarali amalga oshirish uchun ba’zi DSP protsessorlarining buyruqlar tizimiga manzilning bitlarini teskari yo‘naltirish qobiliyati kiritilgan.

Ushbu sinfning mikroprotsessorlarini dasturlash ham o‘ziga xos xususiyatlarga ega. Ishlab chiquvchi uchun katta qulaylik, odatda yuqori darajadagi tillardan foydalanish bilan bog‘liq bo‘lib, ko‘p hollarda kamroq ixcham va tezkor kodni olish bilan yakunlanadi. Cos ning xususiyatlari Real vaqtda ishlashni nazarda tutganligi sababli, bu bir xil vazifalarni yanada kuchli va qimmat DSP-lar bilan hal qilish uchun foydalanish zarurligiga olib keladi. Bu holat katta hajmli mahsulotlar uchun juda muhimdir, bu yerda yanada samarali DSP yoki qo‘shimcha protsessor xarajatlaridagi farq muhim rol o‘ynaydi. Shu bilan birga, zamonaviy sharoitda, rivojlanish tezligi (va shuning uchun bozorga yangi mahsulotni kiritish) assembler dasturini yozganda kodni optimallashtirish uchun vaqt sarflashdan ko‘ra ko‘proq foyda keltirishi mumkin.
Murosa yondashuv bu yerda vaqt jihatidan eng muhim yozish uchun assembler foydalanish hisoblanadi-va resurs intensivligi dasturi bo‘limlari, dasturning asosiy qismi yuqori darajada yozilgan bo‘lsa-da, odatda, Si yoki C++.
Keling, Si dasturi assemblerga qaraganda 5 marta tezroq yoziladi va translyatsiya natijasida olingan kod taxminan bir necha marta sekinroq ishlaydi. Keyin holda, kodi 20% hajmi dasturi ba’zi qismi oladi 80% dastur vaqt, qaysi juda tez-tez sodir bo‘ladi ("qoida 80/20"), biz olish, assembler bu parcha dasturlash 80% tomonidan dasturlash vaqt o‘sishiga olib keladi, lekin dastur ish vaqti deyarli uch marta kamaytiradi (jadval. 16.1)



DSP assemblerlarining qiziqarli xususiyatlari mnemonik va algebraik ko‘plab buyruqlarni yozishning ikki shakli mavjudligini o‘z ichiga oladi. Mnemonik shakl oddiy mikroprotsessorlar uchun buyruqlar yozuviga o‘xshaydi, masalan, DST, src qo‘shing. Boshqa sinflarning mikroprotsessorlari assembleridagi boshqa algebraik shakl kamroq ishlatiladi, DSP assemblerida bu buyruq DSt= DSt+ src shaklida yozilishi mumkin. Odatda DSP assembler yozuvning har ikkala shaklini ham tushunadi, lekin, masalan, ADI va Lucent assemblers faqat algebraik yozuvni qo‘llaydi. DSP protsessorlari bozorida taqdim etilgan kompaniyalar qatori universal mikroprotsessorlar ishlab chiqaruvchilardan ko‘ra kengroqdir.
Hozirgi vaqtda Texas Instrumens kompaniyasi Markaziy razvedka boshqarmasi bozorida hukmronlik qilmoqda. Ushbu mahsulotning boshqa ishlab chiqaruvchilari orasida FRYeYeSCALYe Semiconductor (ilgari Motorola bo‘limi), Analog Devices, Phillips Semiconductors va Agere Systems (Lucent MicroyelecTRonic) (jadval. 16.2). Shuni ta’kidlash kerakki, ushbu bozor juda mobil bo‘lib, bu kompaniyalar o‘rtasida doimiy qayta taqsimlanishiga va bozorda yangi o‘yinchilarning paydo bo‘lishiga olib keladi.
Jadval 16.2. Signal protsessorlarining asosiy ishlab chiqaruvchilari (2006)

CAC foydalanish va qayta ishlash algoritmlar murakkabligi ortib borayotgan qator bilan interfeysi va boshqa maxsus tugunlari bilan ishlash va uskunalar tezligini oshirish uchun signal protsessorlari uchun talablar ortadi. Ayni paytda, bozorda universal va juda tor doiradagi vazifalarga yo‘naltirilgan ko‘plab DSP turlari mavjud. Tabiiyki, protsessorlarning hech biri barcha ilovalar uchun maqbul bo‘lmasligi mumkin. Shuning uchun ishlab chiquvchining birinchi vazifasi ishlash, narx, ma’lum bir atrof-muhit mavjudligi, quvvat sarfi, ishlatish qulayligi va boshqa mezonlarga yeng mos bo‘lgan protsessorni tanlashdir.
Misol uchun, mobil telefonlar, portativ raqamli futbolchilar kabi portativ qurilmalar uchun xarajatlar, integratsiya va quvvat sarfi juda katta ahamiyatga yega va maksimal ishlash tez-tez talab qilinmaydi, chunki odatda iste’mol qilinadigan quvvatning sezilarli darajada oshishiga olib keladi, bu esa nisbatan past ishlov berishda afzalliklarga yega emas.
Ko‘pgina firmalar turli xil ilovalar uchun ishlatilishi mumkin bo‘lgan protsessorlarning keng turlarini ishlab chiqarsada, ular orasida ma’lum bir mutaxassislik mavjud. Shunday qilib, u (masalan, raqamli signal filtrlash, korrelyatsiya vazifalari hisoblash va hokazo kabi) matematik hisob-kitoblar katta miqdorda amalga oshirish talab ilovalar uchun Analog qurilmalar protsessorlari afzal ta’kidlash lozim, bunday vazifalar o‘z ishlashi Freyescale va Texas INsTRumens protsessorlari nisbatan yuqori bo‘ladi, chunki. Shu bilan birga, tashqi qurilmalar (ko‘p protsessorli tizimlar, turli xil sanoat nazoratchilari) bilan intensiv almashinuvni talab qiladigan vazifalar uchun yuqori tezlikda interfeysli quyi tizimlarga ega bo‘lgan Texas INsTRumens protsessorlaridan foydalanish afzaldir. Freyescale nisbatan arzon va juda samarali 16 va 24 - bit sobit-nuqta signal protsessorlari ishlab chiqarish bo‘yicha yetakchi hisoblanadi.
Texas INsTRumens kompaniyasining TMS320F2833x signallarining raqamli ishlov berish protsessori misolida DSP protsessorining tuzilishi va asosiy xususiyatlarini ko‘rib chiqing.
Ushbu protsessorlarning oilasi 32-bitli raqamli signalli protsessorlardir, ular kuchli va samarali raqamli signallarni qayta ishlash texnologiyasini boy atrof-muhit birliklari va ulardan foydalanish qulayligi bilan birlashtiradi. Ushbu protsessor platformasi dastlab yelektr motorlari va yelektr drayverlarini boshqarish uchun yaratilgan. Rivojlanish jarayonida ular yanada rivojlangan atrof-muhit va kuchli 32-bit signalli protsessor yadrosini sotib oldilar, buning natijasida ularning ko‘lami sezilarli darajada kengaydi va bugungi kunda kuchli mikrokontrolerlar an’anaviy ravishda ishlatilgan joylarni ham o‘z ichiga oladi. Hozirgi vaqtda oila tms320f2832, TMS320F2833 va TMS320F2835 modellarini o‘z ichiga oladi, ular sinxronizatsiya tezligi, ichki xotira hajmi va boshqa miqdoriy parametrlar bilan ajralib turadi.