Отчёт по практике на тему Сигнальные процессоры

Содержание:

РЕФЕРАТ 2

ВВЕДЕНИЕ 4

1 Эволюция развития сигнальных процессов 6

2 Характеристики сигнальных процессоров 10

2.1 Формат данных и разрядность 10

2.2 Скорость 11

2.3 Организация памяти 12

2.4 Удобство разработки приложений 12

2.5 Энергопотребление 13

2.6 Стоимость 13

2.7 Методология выбора процессора 14

3 Сравнительный анализ сигнальных процессов 17

4 Современное состояние микроэлектронной промышленности 21

5 Ситуация в отечественной промышленности 26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 33

Введение:

Сигнальные микропроцессоры – это микропроцессор, архитектура которого ориентирована на эффективную реализацию алгоритмов цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени.

Сигналы необходимо обработать так, чтобы информация, которую они содержат, могла быть отображена графически, проанализирована или преобразована в полезный сигнал иного типа. В реальном мире обнаружение сигналов, соответствующих физическим явлениям, таким как звук, свет, температура или давление, и манипуляции ими осуществляется аналоговыми компонентами. Затем, аналого-цифровой преобразователь берет реальный сигнал и преобразовывает его в цифровой формат в виде последовательности нулей и единиц. На данном этапе в процесс вступает цифровой сигнальный процессор, который осуществляет сбор оцифрованной информации и ее обработку. Далее он выдает оцифрованную информацию обратно в реальный мир для дальнейшего использования. Выдача информации осуществляется одним из двух способов – в цифровом или в аналоговом формате. Во втором случае оцифрованный сигнал пропускается через цифро-аналоговый преобразователь. Все эти действия выполняются на очень высокой скорости.

Основное назначение сигнальных микропроцессоров – встраивание их в автономные устройства обработки сигналов, в которых они реализуют заданный алгоритм обработки сигналов непрерывного потока цифровых данных. Основная задача сигнальных микропроцессоров – реализация алгоритмов цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени.

Актуальность темы в том, что возрастающая производительность и простота применения цифровых сигнальных процессоров (далее – DSP) вывели их на уровень серьёзной альтернативы микроконтроллерам. Чтобы эти процессоры можно было применять в устройствах управления они должны выполнять функции общего назначения. Для этого ядро должно выполнять функции микроконтроллера, а в состав микросхемы должен входить соответствующий набор периферийных устройств: таймеров, интерфейсов, аналого-цифровых преобразователей, модулей памяти.

Для любого высокопроизводительного вычислителя, например цифрового сигнального процессора, критичным является процесс ввода/вывода данных с большой скоростью, т. к. при этом замедляется обработка данных. Снижения производительности можно избежать путем использования гибкого набора команд совмещенной с выполнением вычислительных операций передачи данных. Реализованы два типа операций совмещенной передачи – одинарная совмещенная передача и сдвоенное совмещенное чтение. Оба типа операций существенно повышают скорость цифровой обработки сигналов и численных расчетов.

Заключение:

Таким образом, возрастающая производительность и простота применения цифровых сигнальных процессоров вывели их на уровень серьёзной альтернативы микроконтроллерам. Чтобы эти процессоры можно было применять в устройствах управления они должны выполнять функции общего назначения. Для этого ядро должно выполнять функции микроконтроллера, а в состав микросхемы должен входить соответствующий набор периферийных устройств: таймеров, интерфейсов, аналого-цифровых преобразователей, модулей памяти.

Для любого высокопроизводительного вычислителя, например цифрового сигнального процессора, критичным является процесс ввода/вывода данных с большой скоростью, т. к. при этом замедляется обработка данных. Снижения производительности можно избежать путем использования гибкого набора команд совмещенной с выполнением вычислительных операций передачи данных. Реализованы два типа операций совмещенной передачи – одинарная совмещенная передача и сдвоенное совмещенное чтение. Оба типа операций существенно повышают скорость цифровой обработки сигналов и численных расчетов.

Современные микропроцессоры решают весь спектр потенциальных задач, связанных с цифровой обработкой сигнала. Проблема выбора лучшего варианта из всего многообразия сложна, и однозначного пути ее решения нет – все зависит от конкретной системы, требований к ней и их приоритетности.

Фрагмент текста работы:

1 Эволюция развития сигнальных процессов

До появления автономных микросхем процессора цифровых сигналов ранние приложения обработки цифровых сигналов обычно реализовывались с использованием микросхем битового среза . AMD 2901 бит-ломтик чип со своей семьей компонентов был очень популярным выбором. Были эталонные проекты от AMD, но очень часто специфика конкретного дизайна зависела от конкретного приложения. Эти архитектуры битовых слоев иногда включают в себя микросхему периферийного умножителя. Примерами этих умножителей были серии от TRW, включая TDC1008 и TDC1010, некоторые из которых включали в себя накопитель, обеспечивающий необходимую функцию умножения-накопления.

В 1970-х годах электронная обработка сигналов произвела революцию в связи с широким внедрением MOSFET ( полевой транзистор металл-оксид-полупроводник, или MOS-транзистор) Технология интегральных схем MOS стала основой для первых однокристальных микропроцессоров и микроконтроллеров в начале 1970-х, а затем – первые однокристальные DSP в конце 1970-х [8].

Еще одним важным достижением в цифровой обработке сигналов было сжатие данных. Линейное прогнозирующее кодирование (далее — LPC) было впервые разработано Фумитадой Итакурой из Университета Нагоя и Сюдзо Сайто из Nippon Telegraph and Telephone (далее — NTT) в 1966 году, а затем дальнейшее развитие получили Бишну С. Атал и Манфред Р. Шредер из Bell Labs в начале до середины 1970-х годов, став основой для первых микросхем DSP синтезатора речи в конце 1970-х годов дискретного косинусного преобразования (далее — ДКП) впервые был предложен Насира Ахмедав начале 1970-х годов, и с тех пор широко применяется в микросхемах DSP, причем многие компании разрабатывают микросхемы DSP на основе технологии DCT [2]. ДКП широко используются для кодирования, декодирования, кодирования видео,