Top 10 de los artículosYouTubeGmail Goole GayRomeo Números chinos Números romanos Orkut Costco Sistema porta hepático El mundo Factbook |
News: |
Procesador de la señal numérica
A procesador de la señal numérica (DSP o DSP micro) es especializado microprocesador diseñado específicamente para proceso de la señal numérica, generalmente adentro el computar en tiempo real.[1]
Contenido |
Características típicas
La señal numérica que procesa algoritmos requiere típicamente una gran cantidad de operaciones matemáticas ser realizada rápidamente en un sistema de datos. Las señales se convierten de análogo a digital, se manipulan digital, y después se convierten otra vez a la forma análoga, como diagrammed abajo. Muchos usos de DSP tienen apremios encendido estado latente; es decir, para que el sistema trabaje, la operación de DSP se debe terminar con un cierto constreñimiento del tiempo.
La mayoría de los microprocesadores de uso general y de los sistemas operativos pueden ejecutar algoritmos de DSP con éxito. Un procesador especializado de la señal numérica, sin embargo, tenderá para proveer de una solución del bajo-coste, un funcionamiento mejor y bajará estado latente.
La arquitectura de un procesador de la señal numérica se optimiza específicamente para la señal numérica que procesa el trabajo. Algunas características útiles para optimizar algoritmos de DSP se contornean abajo.
Arquitectura
- Modulo del hardware que trata, permitiendo almacenadores intermediarios circulares ser puesto en ejecución sin tener que constantemente probar para envolverse.
- Una arquitectura de la memoria diseñó para los datos que fluían, usando Acceso directo de memoria extensivamente
- Memorias separadas del programa y de los datos
- Especial SIMD (sola instrucción, datos múltiples) operaciones
- Operaciones aritméticas especiales, tales como rápido multiplicar-acumula (MACs). Muchos algoritmos fundamentales de DSP, por ejemplo Filtros del ABETO o Fourier rápido transforma (FFT) dependa de se multiplican pesadamente acumulan funcionamiento.
- dirección Pedacito-invertida, un especial modo de dirección útil solamente para calcular FFTs
- Exclusión deliberada de a unidad de la gerencia de la memoria. DSPs utiliza con frecuencia sistemas operativos de los trabajos múltiple, pero no tiene ninguna ayuda para memoria virtual o protección de la memoria. Los sistemas operativos que utilizan memoria virtual requieren más hora para conmutación de contexto entre procesos, que aumenta estado latente.
Flujo de programa
- Floating-point la unidad integró directamente en datapath
- Canalizado arquitectura
- Altamente paralelo multiplicador-acumuladores (Unidades del MAC)
- Hardware-controlado colocación, para reducir o eliminar los gastos indirectos requeridos para las operaciones de colocación
Arquitectura de la memoria
- De DSPs arquitecturas especiales de la memoria del uso a menudo que pueden traer datos múltiples e instrucciones al mismo tiempo:
- Uso de acceso directo de memoria
- Memoria-trate la unidad del cálculo
Operaciones de los datos
- Aritmética de la saturación, en los cuales las operaciones que producen los desbordamientos acumularán en los valores máximos (o el mínimo) que el registro puede sostener más bien que envolviéndose alrededor (maximum+1 no desborda al mínimo como en muchas CPU de uso general, en lugar permanece en el máximo). A veces vario bites "sticky" los modos de la operación están disponibles.
- De punto fijo la aritmética es de uso frecuente acelerar el proceso aritmético
- operaciones del Solo-ciclo para aumentar las ventajas de can#ería
Sistemas de instrucción
- Multiplicar-acumule (el MAC, aka fundido multiplicar-agrega, FMA) las operaciones, de las cuales se utilizan extensivamente en todas las clases matriz operaciones, por ejemplo circunvolución para filtrarse, producto de punto, o aún evaluación polinómica (véase Esquema de Horner)
- Instrucciones de aumentar paralelismo: SIMD, VLIW, arquitectura superscalar
- Instrucciones especializadas para modulo dirección adentro almacenadores intermediarios del anillo y modo de dirección pedacito-invertido para FFT el hacer una remisión
- Los procesadores de la señal numérica utilizan a veces la codificación tiempo-inmóvil para simplificar el hardware y para aumentar eficacia de la codificación.
Historia
En 1978, Intel lanzó los 2920 como “procesador de la señal análoga”. Tenía una en-viruta ADC/DAC con un procesador interno de la señal, pero no tenía un multiplicador del hardware y no era acertado en el mercado. En 1979, el AMI lanzó el S2811. Fue diseñado como periférico del microprocesador, y tuvo que ser inicializado por el anfitrión. El S2811 no era además acertado en el mercado.
En 1979, Laboratorios de Bell introdujo el primer DSP monopastilla, el microprocesador del Mac 4. Entonces, adentro 1980 el primer DSPs independiente, completo - NEC µPD7720 y AT&T DSP1 - fueron presentados en IEEE Internacional Circuitos de estado sólido Conferencia '80. La investigación inspiraron a ambos procesadores adentro PSTN telecomunicaciones.
El Altamira DX-1 era otro DSP temprano, utilizando tuberías del número entero del cuadrángulo con los ramas y la predicción retrasados del rama.
El primer DSP produjo cerca Texas Instruments (TI), TMS32010 presentado adentro 1983, demostrado ser un éxito incluso más grande. Fue basado en la arquitectura de Harvard, y así que tenía memoria separada de la instrucción y de los datos. Tenía ya un sistema de instrucción especial, con instrucciones como carga-y-acumule o multiplicar-y-acumule. Podría trabajar en 16 números de pedacito y 390ns necesario para una operación de la multiplicar-adición. El TI ahora es el líder de mercado en DSPs de uso general. Otro diseño acertado era Motorola 56000.
Cerca de cinco años más adelante, la segunda generación de DSPs comenzó a separarse. Tenían 3 memorias para almacenar dos operandos simultáneamente y el hardware incluido acelera lazos apretados, también tenían una unidad de dirección capaz de la lazo-dirección. Algunos de ellos funcionaron encendido 24 variables del pedacito y un modelo típico requerido solamente sobre 21ns para un MAC (multiplicar-acumule). Los miembros de esta generación eran por ejemplo AT&T DSP16A o Motorola DSP56001.
La mejora principal en la tercera generación era el aspecto de unidades y de instrucciones application-specific en la trayectoria de datos, o a veces como coprocessors. Estas unidades permitieron la aceleración directa del hardware de problemas matemáticos muy específicos pero complejos, como las operaciones del Fourier-transform o de la matriz. Algunas virutas, como Motorola MC68356, incluso incluyeron más de una base del procesador para trabajar en paralelo. El otro DSPs a partir del 1995 es el TI TMS320C541 o el TMS 320C80.
La cuarta generación es caracterizada lo más mejor posible por los cambios en el sistema de instrucción y la codificación de la instrucción/descifrar. SIMD y MMX las extensiones fueron agregados, VLIW y la arquitectura superscalar apareció. Como siempre, las reloj-velocidades han aumentado, un MAC 3ns llegaron a ser posibles ahora.
DSPs moderno
Los procesadores modernos de la señal rinden funcionamiento mucho mayor. Esto es debido en parte a los adelantos tecnológicos y arquitectónicos como reglas más bajas del diseño, escondrijo de dos niveles de rápido acceso, (e)Acceso directo de memoria circuito y un sistema más ancho del autobús. Por supuesto, no todo el DSPs proporciona la misma velocidad y muchas clases de procesadores de la señal existen, cada uno de ellos que son satisfechos mejor para una tarea específica, extendiéndose en precio alrededor de US$1.50 a US$300. Una Texas Instruments C6000 los relojes de la serie DSP en 1.2 gigahertz y los instrumentos separan escondrijos de la instrucción y de los datos así como 8 un escondrijo del nivel del MIB 2do, y su velocidad de la entrada-salida es gracias rápidos a sus 64 canales de EDMA. Los modelos superiores son capaces de las 8000 MIPS uniformes (millón instrucciones por segundo), utilice VLIW (palabra muy larga de la instrucción) codificando, realice ocho operaciones por reloj-ciclo y sea compatible con una amplia gama de los periférico externos y de los varios autobúses (PCI/serial/etc).
Otro jugador en el fabricante high-end del procesador de la señal está hoy Freescale. La compañía proporciona a familia multi-core MSC81xx de DSPs. El MSC81xx se basa en procesadores de la arquitectura de StarCore™. El MSC8144 más último DSP combina cuatro corazones programables de SC3400 StarCore™ DSP. Cada base de SC3400 StarCore™ DSP funciona en 1GHz. El SC3400 se realizó más arriba que cualquier otro DSP programable en 1 gigahertz en los resultados de BDTIsimMark2000™ publicados por Berkeley Design Technology, Inc. (BDTI).
Otro fabricante importante del procesador de la señal está hoy Dispositivos análogos. La compañía proporciona una amplia gama de DSPs, pero su lista principal es procesadores de las multimedias, tales como codecs, filtros y convertidores digital-análogos. Su SHARC- gama basada de los procesadores en funcionamiento a partir de 66 MHz/198 MFLOPS (millón de operaciones floating-point por segundo) a 400 MHz/2400MFLOPS. Múltiplo de la ayuda de algunos modelos incluso multiplicadores y ALUs, SIMD instrucciones y componentes y periférico procesar-específicos audio. Otro producto de la compañía es Blackfin la familia de los procesadores encajados de la señal numérica, con los modelos tiene gusto del ADSP-BF531 a ADSP-BF536. Estos procesadores combinan las características de un DSP con las de un procesador del uso general. Consecuentemente, estos procesadores pueden funcionar simple sistemas operativos como μCLinux, velOSity y Núcleo RTOS mientras que funciona relativamente eficientemente en datos en tiempo real.
La mayoría del uso de DSPs aritmética de punto fijo, porque en el proceso de señal del mundo real, la gama adicional proporcionó por la coma flotante no hay necesario, y es una ventaja y beneficios de costo grandes de la velocidad debido a la complejidad reducida del hardware. La coma flotante DSPs puede ser inestimable en los usos donde se requiere una gama dinámica ancha. Los reveladores del producto pudieron también utilizar la coma flotante DSPs para reducir el coste y la complejidad del desarrollo del software a cambio de un hardware más costoso, puesto que es generalmente más fácil poner algoritmos en ejecución en coma flotante.
Las CPU de uso general han pedido prestados conceptos de los procesadores de la señal numérica, ejemplificados por muchas nuevas instrucciones presentes en MMX y SSE extensiones a Intel IA-32 arquitectura sistema de instrucción (ISA).
Generalmente, DSPs es circuitos integrados dedicados, no obstante la funcionalidad de DSP puede también ser el usar observado Arsenal de puerta programable del campo virutas.
Los procesadores de uso general encajados del RISC se están convirtiendo en cada vez más DSP en funcionalidad. Por ejemplo, el BRAZO Cortex-A8 tiene 128 una unidad ancha del pedacito SIMD que pueda tener impresionante 16 - y funcionamiento de 8 pedacitos para las pruebas patrones del estándar de la industria.
Vea también
- Microcontrolador
- Regulador de la señal numérica
- Arsenal de puerta Field-programmable
- Procesador de la célula
- Ageia Unidad de proceso de la física
Referencias
- ^ A. Juan Anderson (1994). Fundaciones de la informática. Presión del CRC.
Acoplamientos externos
- Procesador de DSP - diseño sin hilos Corazón-Basado del sistema
- Microcontroller.com
- Compartimiento de la ingeniería de DSP
- Introducción a DSP - clase particular del procesador
- Sistemas homepage de Improv
- Homepage de los dispositivos análogos
- Grupos de discusión de DSP
- Libro en línea de DSP
- DSPs y VLIW
- Guía a los procesadores para DSP - tecnología de diseño de Berkeley, inc. del bolsillo
- eBooks en línea de DSP
- Homepage de Texas Instruments
- CEVA, Inc. Homepage
- Homepage del semiconductor de Freescale
- BDTi
- Resultados de Benchmarks™ del núcleo de BDTI DSP
- 2008 el directorio de EDN DSP
- compartimiento de DSP-FPGA.com
|
||||||||||||||
|
|||||
Valoración del parámetro de AR usando TMS320C30
Creative Commons Licence
|
Custom Search
|
© Copyright 2011 WorldLingo. Reservados todos los derechos.