Tìm hiểu về bộ xử lý tín hiệu

Tìm hiểu xử lý tín hiệu (DSP) Các tính DSP Các chức DSP bao gồm : đo, lọc, nén tín hiệu Hầu hết xử lý thực thuật tốn xử lý tín hiệu, khơng theo kịp q trình cách liên tục thời gian thực Các DSP chuyên dụng có hiệu cao tiêu tốn lượng nên thường dùng thiết bị di động DSP thường sử dụng kiến trúc nhớ đặc biệt để lưu trữ nhiều liệu hay thực nhiều lệnh lúc Kiến trúc DSP Hình mơ tả nhìn chi tiết kiến trúc SHARC, rõ kết nối quản lý Vào/Ra với nhớ Đây cách tín hiệu vào khỏi hệ thống Ví dụ, SHARC DSP cung cấp cổng giao thức song song theo dãy Đây kết nối tốc độ cực cao Ví dụ đồng hồ tốc độ 40MHz, có hai cổng theo dãy thực 40 Mbits/s cổng, sáu cổng song song cổng cung cấp 40 Mbytes/s tốc độ truyền tải liệu Khi sáu cổng sử dụng lúc, tốc độ truyền tải đạt số ấn tượng 240 Mbytes/s Con số đủ nhanh để truyền toàn nội dung lớn vỏn vẹn vài mili giây Phần cứng chuyên dụng cho phép dòng liệu truyền thẳng đến nhớ mà không cần phải qua ghi CPU Các bus chính, Bus nhớ chương trình (PM bus) bus nhớ liệu (DM bus) truy cập từ bên ngồi chip Chính điều cho phép SHARC DSP sử dụng 16 GB nhớ, truy cập 160Mb/s, cho liệu 32 bit Đi sâu vào CPU Ở phía sơ đồ hai tạo địa liệu (Data Adress Generator), cho loại nhớ nói Chúng kiểm sốt địa gửi đến nhớ chương trình nhớ liệu, rõ thông tin đọc từ đâu, ghi đến đâu Trong vi xử lý đơn giản hơn, nhiệm vụ giao cho phần có sẵn xếp dãy chương trình, minh bạch với lập trình viên Tuy nhiên DSP thiết kế để vận hành với đệm vòng, tận dụng phần cứng bổ sung để quản lý chúng hiệu Nó giúp tránh phải sử dụng tài nguyên quý giá CPU cho việc giám sát liệu lưu Trong SHARC DSP, cặp DAG kiểm sốt tám đệm vòng, tức DAG chứa 32 biến, cộng với logic yêu cầu DAG SHARC DSP thiết kế để thực hiệu phép biến đổi Fourier nhanh (FFT) DAG cấu hình để tạo địa bit đảo vào đệm vòng, phần quan trọng cho thuật tốn FFT Thêm nữa, lượng lớn đệm vòng đơn giản hóa việc tạo mã DSP Cả hai hỗ trợ tốt cho lập trình viên ngôn ngữ dịch bậc cao, C Bộ ghi liệu (Data Register) dùng vi xử lý truyền thống Trong ADSP-2106x, có 16 ghi với 40 bit Chúng chứa phép tính toán trung gian, chuẩn bị liệu cho vi xử lý tốn học, đóng vai trò đệm cho truyền liệu, Nếu cần, ghi dùng vòng kiểm sốt hay đếm; nhiên, SHARC DSP có phần cứng bổ sung xử lý nhiều số tác vụ Trên tính chủ yếu Vẫn nhiều tính quan trọng kiến trúc SHARC chưa thể mô tả đơn giản Chi tiết xử lý DSP : ADSP 21065L Bảng cho ta tên vài xử lý họ ADSP-2106x Chúng dùng chung kiến trúc, khác nhớ on-chip Thành viên họ ADSP-21020 Con chip chứa kiến trúc cốt lõi, không bao gồm nhớ on-chip hay xử lý vào/ra Tức khơng thể hoạt động máy tính độc lập, mà đòi hỏi phải có phận mở rộng để trở thành hệ thống hoạt động Những thiết bị lại máy tính hồn thiện với chip đơn Tất chúng cần để hoạt động nguồn điện phương thức để tải chương trình vào nhớ, PROM mở rộng hay đường dẫn liệu 3.1 Tổng quát ASDP-21065L DSP 32-bit cho phép người dùng lập trình với hiệu suất tương đương số fixed-point floating-point Tính linh hoạt lập trình kết hợp với lõi hiệu cao ngoại vi hợp khiến cho ASDP-21065L trở nên vượt trội đánh giá xét giá thành/hiệu cho nhu cầu người dùng, cho truyền đạt thông tin, ứng dụng tự động hay cơng nghiệp hóa ADSP-21065L xây dựng tiến trình CMOS cơng nghệ 0,35 µm có tốc độ cao, lượng thấp Sử dụng kiến trúc Super Havard, chứa bốn bus riêng biệt để xử lý Dữ liệu kép, dẫn độ dài vào chu kỳ ASDP-21065L tương thích với đại gia đình SHARC DSP nhờ người dùng truy cập vào công cụ phát triển phần cứng phần mềm từ ADI bên thứ ba SHARC 3.2 Các đặc điểm 3.2.1 Bộ nhớ On-chip Dual-ported ADSP-21065L chứa 544 Kbits SRAM on-chip, chia làm phần: Bank chứa 288 Kbits, Bank chứa 256 Kbits Bank cấu hình với cột 2K x 16 bits, Bank cấu hình với 2Kx16bits Bộ nhớ dual-ported bus on-chip riêng biệt cho phép hai dịch chuyển liệu từ lõi từ I/O, tất chu trình đơn 3.2.2 Bộ nhớ Off-chip giao diện ngoại vi Cổng ADSP-21965L cung cấp giao diện xử lý cho nhớ off-chip ngoại vi Các bus on-chip riêng đa thành phần hóa cổng vào để tạo bus hệ thống với bus địa 24bit đơn, bốn lựa chọn nhớ, bus đơn 32-bit 3.2.3 Giao diện SDRAM Giao diện SDRAM cho phép ADSP-21065L truyền liệu đến DRAM đồng tần số 2x Giao diện SDRAM cung cấp giao diện với SDRAM-16MB,64MB 128MB tiêu chuẩn, bao gồm casc tùy chọn để hỗ trợ đệm thêm vào ADSP-21065L SDRAM Giao diện SDRAM linh hoạt cung cấp khả kết nối SDRAM với số bốn ngân hang nhớ ADSP-21065L 3.2.4 Giao diện xử lý chủ Giao diện xử lý chủ cung cấp kết nối dẽ dàng cho bus-8,16,32 bit vi xử lý tiêu chuẩn, đòi hỏi phần cứng thêm vào Hỗ trợ truyền tải đồng tốc độ lên đến 1x tần số đồng hồ, giao diện chủ truy cập thông qua cổng ADSP-21065L Hai kênh DMA khả dụng cho giao diện chủ; truyền mã liệu hồn thành với chi phí phần mềm thấp 3.2.5 Điều khiển DMA Điều khiển DMA on-chip ADSP-21065L cho phép chi phí 0, truyền liệu bất khả xâm phạm mà khơng có can thiệp từ xử lý Bộ điều khiển DMA hoạt động độc lập vơ hình lõi xử lý, cho phép hoạt động DMA diễn lúc lõi liên tục thực thi dẫn chương trình 3.2.6 Một vài đặc điểm khác - Cổng dãy - Bộ thời gian lập trình - Khởi động chương trình - Đa xử lý Ứng dụng DSP nhúng thiết bị thông minh - Machine vision: Cung cấp cho thiết bị chức chụp xử lý hình ảnh Chúng thường sử dụng nhà máy tự động hóa nhằm kiểm sốt đưa dẫn cho robot Ngoài chúng sử dụng máy quét chuyên dụng phục vụ cho mục đích kiểm tra an ninh - Kỹ thuật hàng khơng phòng khơng: Các kỹ thuật phòng khơng quan trọng hang đầu radar, chiến tranh điện tử, phần mềm SDR, v.v… - Thiết bị âm thanh: Đây có lẽ ứng dụng phổ biến Các DSP giúp xử lý tín hiệu âm kèm với khả nhận diện âm thanh, nhận diện giọng nói ... phần cứng bổ sung xử lý nhiều số tác vụ Trên tính chủ yếu Vẫn nhiều tính quan trọng kiến trúc SHARC chưa thể mô tả đơn giản Chi tiết xử lý DSP : ADSP 21065L Bảng cho ta tên vài xử lý họ ADSP-2106x... ngữ dịch bậc cao, C Bộ ghi liệu (Data Register) dùng vi xử lý truyền thống Trong ADSP-2106x, có 16 ghi với 40 bit Chúng chứa phép tính tốn trung gian, chuẩn bị liệu cho vi xử lý tốn học, đóng vai... SDRAM với số bốn ngân hang nhớ ADSP-21065L 3.2.4 Giao diện xử lý chủ Giao diện xử lý chủ cung cấp kết nối dẽ dàng cho bus-8,16,32 bit vi xử lý tiêu chuẩn, đòi hỏi phần cứng thêm vào Hỗ trợ truyền