Центральный арифметический блок
ЛЕКЦИЯ 1
ВВЕДЕНИЕ В ЦИФРОВЫЕ ПРОЦЕССОРЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
ЦЕЛИ
В этой лекции предполагается:
· объяснить идеи проекта архитектуры, приспособленной для цифровой обработки сигналов
· объяснить преимущества ЦПОС
· Познакомить с архитектурой TMS320C50
· Познакомить с некоторыми применениями ЦПОС
Раздел книги: Главы 1 и 2
¡ Аналоговый сигнал
Аналоговые сигналы, к которым можно отнести интенсивность звука, звуковое давление, интенсивность света и т.д., являются непрерывными функциями времени. Звук – хороший пример, поскольку его легко представить и объяснить. Мы весьма часто будем пользоваться звуком в лекциях и демонстрациях.
¡ Наши пять чувств
Каждый из наших органов чувств восприимчив к различным видам аналоговых сигналов. Уши чувствительны к звуку, глаза чувствительны к свету и так далее. Коль скоро мы принимаем какой-то сигнал, органы чувств преобразуют его в электрический сигнал и посылают в аналоговый вычислитель – мозг. Мозг представляет собой очень мощный параллельный вычислитель, чья текущая производительность несравнима ни с каким цифровым вычислителем. Он не только анализирует поступающую информацию, но и на основе полученных данных принимает решение.
¡ Цифровые вычислители
Электронные аналоговые вычислители не столь гибкие, как цифровые. Например, персональные компьютеры РС помогают нам во многих областях: в составлении документов, орфографическом контроле, графике. Все это – цифровая технология.
|
|
|
К сожалению, окружающий нас мир является аналоговым. Поэтому, чтобы воспользоваться потрясающими возможностями обработки данных, которые предлагает цифровая технология, мы должны выполнить следующее:
1. Преобразовать аналоговый сигнал в электрический с использованием датчика (например, микрофона, как показано на рисунке).
2. Представить этот сигнал в цифровой форме. Иначе говоря, преобразовать его из аналогового в цифровой, используя аналогово-цифровой преобразователь – АЦП (ADC –Analog-to-Digital Converter), как показано на рисунке.
Вот теперь сигнал имеет цифровую форму, и наш вычислитель может его легко обработать. Поскольку обрабатываются цифровые сигналы, вычислитель называется Цифровым Процессором Обработки Сигналов (ЦПОС), или в английской терминологии Digital Signal Processor (DSP). ЦПОС является специализированным процессором, приспособленным к особенностям алгоритмов обработки сигналов. Это позволяет легко отличать его от микрокомпьютеров, микроконтроллеров или микропроцессоров общего назначения.
После того как сигнал обработан процессором необходимо выполнить его обратное преобразование в аналоговую форму для того, чтобы сигнал можно было воспринять. Это – ступень цифро-аналогового преобразования на рисунке "Что такое ЦПОС?". Например, громкоговоритель будет верно воспроизводить звуковые сигналы в полном соответствии с электрическими аналоговыми сигналами, поступающими от ЦАП.
|
|
|
Таким образом, чтобы произвести цифровую обработку сигнала, мы вынуждены преобразовывать его по крайней мере дважды. Стоящее ли это дело? Как мы увидим - стоящее. (По крайней мере до тех пор, пока кто-нибудь не изобретет аналоговый вычислитель столь же гибкий, как цифровой).
Рассмотрим типовую систему на базе ЦПОС.
¡ Компоненты типовой системы
Типовые системы на базе ЦПОС состоят из кристалла ЦПОС, памяти, возможно аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), а также каналов связи. Не все системы имеют такую же архитектуру с такими же компонентами. Выбор компонент в системе ЦОС зависит от ее назначения. Например, звуковая система, совершенно ясно, потребует аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей, в то время как система обработки изображений может их не иметь.
|
|
|
¡ Кристалл ЦПОС
Кристалл ЦПОС может содержать большое разнообразие функциональных блоков, реализованных аппаратно. Некоторые наиболее важные из них, размещаемые внутри кристалла, перечислены ниже:
Центральный арифметический блок
Этот блок является той частью ЦПОС, которая выполняет наиболее важные арифметические функции, такие как умножение и сложение. Это именно та часть , которая делает ЦПОС столь быстрым по сравнению с традиционными процессорами.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 254; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!