Сигнальные микропроцессоры и их применение в системах телекоммуникаций и электроники (В.С. Сперанский, 2008). Сигнальные микропроцессоры и их применение в системах телекоммун. УМссэ дгбо Jdjcov p f f f
 Скачать 14.91 Mb.
|
|
Computational Alternate Computational DAGS Program Control Interrupt StatusRegisters Control Registers Flag PX CE SPORT 0 Registers SPORT 1 Registers DMA Control Registers Program Control показывает регистры управления программой, те. позволяет осуществить доступ к регистру PC (Program Counter), при помощи которого можно управлять очередностью исполнения команд, проще говоря, установить процессор для исполнения инструкции, находящейся по определенному адресу. Опция Interrupt позволяет имитировать различные прерывания, приходящие на процессор (регистры управления прерываниями. 158 Приложения Status Registers позволяет наблюдать процесс изменения состояния флагов процессора, как результат той или иной операции, исполняемой в нем. Control Registers показывает регистры управления. Flag показывает регистр флагов. РХ регистр ввода значений. СЕ показать регистры. SPORT 0 Registers позволяет показать регистры первого последовательного порта. SPORT 1 Registers позволяет показать регистры второго последовательного порта. DMA Control Registers показывает регистры системы ПДП. Меню Memory При помощи данной опции пользователь получает доступ к различным участкам памяти процессора. ш н я в Data Memory Display Symbol Display (alpha) Symbol Display (Num) Program Memory Display SymbolDisplay (alpha) Symbol Display (Num) Boot Memory Display IO Memory Display Port Display Open Close Delete Symbols Dymp Memory Load Memory Fill Memory Go To Address Track on/off Data Memory Display - показывает содержимое памяти данных процессора и позволяет редактировать их. Symbol Display (alpha) - показывает символы памяти данных в алфавитном порядке. Symbol Display (Num) - показывает значения памяти данных в порядке нумерации. Program Memory Display - показывает память программ пользователя и позволяет редактировать программу. 159 Сигнальные микропроцессоры Symbol Display (alpha) - показывает символы памяти программы в алфавитном порядке. Symbol Display (Num) - показывает значения памяти программы в порядке нумерации. Boot Memory Display - показывает содержимое памяти загрузки. Ю Memory Display - показывает содержимое памяти ввода- вывода. Port Display - показывает соответствие между портом и файлами на диске. Open - открывает меню установки соответствующих портов и файлов на диске. Close - закрывает меню установки соответствующих портов и файлов на диске. Delete Symbols - удаляет символы. Dymp Memory - позволяет просмотреть блок памяти в 16-ных кодах. Load Memory - позволяет загружать содержимое памяти данных или памяти программ. Fill Memory - позволяет заполнить блок памяти каким либо значением То Address - позволяет выполнить переход на заданный адрес памяти данных и памяти программ (в зависимости оттого какое окно (памяти данных или памяти программ) активно в данный момент Load Memory, Dump Memory или Fill Memory ). Track on/off - включить/выключить режим слежения. Меню Stacks Stacks Loop Address Loop Counter PC Status Loop Address - показать содержимое стека адресов циклов. Loop Counter - показать содержимое стека значений переменной- показать содержимое счетчика команд. Status - показать регистр состояния стека. 160 Приложения Меню Command Command Command Line Command Output Command Line - задать командную строку. Command Output - создать файл для записи сообщения программы. Меню Execution Эта опция симулятора SIM2181 позволяет получить контроль над исполнением программы пользователя. Execution Run Step Step 'n' Times Display Breakpoints Set /Clear Breakpoint Set/Clear Multi-Breakpoint Clear All Breakpoints Break Expressions Run - производит запуск программы пользователя с адреса, указанного в регистре PC ( смотрите в окне Program Control). Step (клавиша F10) - служит для пошагового выполнения программы, исполняет одну инструкцию процессора, расположенную по адресу указанному в регистре PC (см. в окне Program Control). Step 'n' Times - служит для пошагового исполнения программы, исполняет п инструкций процессора, расположенную по адресу указанному в регистре PC (см. в окне Program Control). Display Breackpoints* - показать точки останова процессора. Set / Clear Breakpoint - установить/сбросить точку останова процессора (срабатывает при достижении определенного количества переходов через нее. Set/Clear Multi-Breakpoint - установить/сбросить точку приостановки процессора. Clear All Breackpoints - позволяет снять все точки останова в программе. * (Breackpoints - точки останова предназначены для отладки программ пользователя они прерывают исполнение программы для последующего ее анализа и отладки. 161 Предметный указатель Адрес 17, 31 Адресация - косвенная 31 - линейная 3 1 , 6 9 - непосредственная 42, 43, 90 - прямая 42, 74, 91 - циклическая 31 Аккумулятор 26, 68 Аналого-цифровое преобразование 5, 7 Алгоритм 49 Арифметико-логическое устройство 17, 24 Арифметика - с фиксированной точкой 12 - с плавающей точкой 13, 100 Архитектура процессора - фон Неймана 17 гарвардская 17 Ассемблер 20 Байт 14, 75 Бит 12 Буферизация 36 В Ввод-вывод 17 Векторный сопроцессор 107 Время доступа к памяти 60 Вычитание 25 Вычислитель БПФ 50, 128, 143 Г Генератор тактовых импульсов Д Дискретизация сигнала 5 17 Длинная команда 21, 79, 95 Длина команды 24, 71 Доступ к памяти прямой (ПДП) 18 Запрос на прерывание 71 И Интерфейс параллельный 18 К Команды - вызова подпрограммы 43 - пересылки данных 44 - прямой адресации 42 - управления программой 49 Конвейер 18, 71, 99 Кольцевой сдвигатель 17, 28 Л Линейная - операция 10 - система 9 М Мантисса 14, 100 Модем 24, 58, 67 Микропроцессор 101 Машинный цикл 71 Микроконтроллер 73 Н Нерекурсивный цифровой фильтр 11, 46 Нейронная сеть 109 О Операнд 25. 26 Операции ввода/вывода 61 Отладка программы 148, 154 162 Предметный указатель П Памя1Ь - двухпортовая 60 - динамическая 67 - статическая 56 - произвольного доступа 56,81 энергонезависимая 127 Перенос 25 Подпрограмма 69, 140 Порядок 13, 14 Порт ввода/вывода 17 - коммутационный 75 - параллельный 18 - последовательный 17, 34 - хост-порт 67 Представление чисел (операн- I - в дополнительном коде 12 - в обратном коде 12 Прерывания - аппаратные 134 - немаскируемые 38, 71 - программируемые 39 Программа - главная 4 6 - инициализации 4 6 - вычислений 4 6 Периферия процессора 17 Процессор цифровой 16 - мультимедийный 84 Р Разряд двоичный 5, 39 Регистр - модификатор 31 - адреса длины цикла 31 - индексный 31 - состояния 25, 37, 70 - буферный 17 С Система - команд 42, 72 - прерываний 43 - на кристалле 134 Способ адресации 42 Стек 33, 70 Страница памяти 91 Счетчик команд 31, 70, 92 Сигнальный процессор 1. 3 Т Таймер 17, 39 Точность обычная 28 У Умножитель 27, 87 Умножитель-аккумулятор 26 Устройство ввода-вывода 60 Ф Файл регистров 17, 61 Фильтрация 12, 46 Формат чисел - с фиксированной точкой 12 - с плавающей точкой, 100 Формирователь адресов 30, 68 Формирователь гармонического колебания - табличным методом 48 - методом аппроксимации 49 111 Шина адресов данных 22 - адресов команд 22 - глобальная 69 - данных 22 - команд 22 - периферии 83 - результата 22 Э Эмулятор 110 Я Ядро процессора 17, 22, 57 163 Список литературы Баскаков СИ Радиотехнические цепи и сигналы. - М Высшая школа, 1988. - 4 4 8 с. 2. Цифровая обработка сигналов Справочник. Л. М. Гольденберг, Б. Д. Матюшин, Л.М. Поляк - М Радио и связь, 1985. - 3 1 2 с. 3. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. - СПБ: Питер, 2002. - 608 с. 4. Айфичер Э . , Джервис Б Цифровая обработка сигналов. Перевод с английского. - М-СпБ-К: Вильяме, 2004. - 9 9 2 с. 5. Марков С. Цифровые сигнальные процессоры. Кн. - М Микро- арт, 1 9 9 6 . - 144 с. 6. Сперанский B.C. Цифровые сигнальные процессоры и их применение для формирования и обработки сигналов - М МТУ СИ, 1997. - 9 2 с. 7. Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры - М Нолидж, 2000. - 320 с. 8. Глинченко АС, Голенок АИ Принципы организации и програ- мирования сигнальных процессоров ADSP 21** - Красноярск КГТУ, 2000. - 86 с. 9. Солонина А Улахович Д Яковлев Л. Цифровые процессоры обработки сигналов - СПБ: БХВ, 2000. - 512 с. 10. Куприянов МС, Иванова В.Е., Матвиенко НИ Микропроцессоры фирмы Motorola. ЧМ с. 11. Круг П.Г. Процессоры цифровой обработки сигналов. - М Изд. МЭИ, 2002. - 128 с. 12. Кузин А.А. Процессор TMS320C40*. - Н. Новгород 1999, 210 с. 13. Процессоры цифровой обработки сигналов фирмы Texas Instru- ments - М ЗАО СКАН Инжиниринг, 1998. - 70 с. 14. Мальцев П.П., Гарбузов НИ, Шарапов А.П., Кнышов ДА. Программируемые логические ИМС на КМОП структурах и их применение- М Энергоатомиздат, 1998, - 98 с. 15. Соловьев В.В., Васильев АС Программируемые логические интегральные схемы и их применение. - Минск Белорусская наука, 1998, - 270 с. 16. Кузелин М.О., Кнышов ДА Зотов В.Ю. Современные семейства ПЛИС фирмы XILINX. - М Горячая линия-Телеком, 2004. - 440 с. 164 17. Пяткин А.К., Никитин МВ. Реализация на ПЛИС быстрого преобразования Фурье для алгоритмов ЦОС в многофункциональных РЛС // Цифровая обработка сигналов. - 2003. - № 3. С. 21 - 26. 18. Шибаев СВ Проблемы и методы повышения производительности цифровых сигнальных процессоров // Радиотехника. - 2005. - № 9. С. 43 - 49. 19. Фефилов И.И., Матюшин П.М. Перестраиваемое процессорное ядро - основа устройств Система на кристалле // Цифровая обработка сигналов. -2003. - № 3. С. 32 - 37. 20. Морган Д. Устройство обработки сигналов на поверхностных акустических волнах. - М Радио и связь, 1990. - 416 с. 21. Применение методов Фурье-оптики. Перс англ, под ред. ГМ. Старка- М Радио и Связь, 1988. - 535 с. 22. Кочемасов В. Ни др. Акустические Фурье-процессоры,- М Радио и связь 1988. - 299 с. 23. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. - М Иностранная литература, 1963. - 830 с. 24. Комашинский В. И, Смирнов ДА. Нейронные сети и их приме- неие в системах управления и связи. - М Горячая линия-Телеком, 2003. - 94 с. Электронные адреса фирм А. 1. www.analog.com А. www.autex.ru АЗА А. www.texas.ru А. www.ti.com/sc/c6000,www.ti.com/omaptraining А. www.elvees.ru А. www.xilinx.ru А. www.altera.com/literatire АО глав лени е Предисловие 3 Глава 1. Основы цифровой обработки сигналов 5 1.1. Основные операции цифровой обработки сигналов 5 1.2. Форматы представления данных при обработке 12 Контрольные вопросы 14 Глава 2. Классификация, архитектура и характеристики сигнальных процессоров 2.1. Классификация процессоров обработки сигналов 15 2.2. Архитектура цифровых сигнальных процессоров '. 16 2.3. Характеристики цифровых сигнальных процессоров 19 Контрольные вопросы 21 Глава 3. Цифровой сигнальный процессор ADSP 2181 фирмы Analog Devices 22 3.1. Структурная схема и характеристики процессора 22 3.2. Арифметически-логическое устройство 24 3.3. Умножитель-аккумулятор 26 3.4. Кольцевой сдвигатель 28 3.5. Формирователи адресов 30 3.6. Устройство управления программой 32 3.7. Последовательные порты 34 3.8. Порт прямого доступа к памяти 38 3.9. Таймер 39 3.10. Система команд процессора ADSP2181 42 Контрольные вопросы 45 Глава 4. Реализация на процессоре ADSP2181 типовых алгоритмов обработки сигналов 46 4.1. Нерекурсивный цифровой фильтр 46 4.2. Формирователи гармонического колебания табличным методом и методом аппроксимации 48 4.3. Реализация алгоритма быстрого преобразования Фурье 50 166 Контрольные вопросы 55 Глава 5. Процессоры ADSP Blackfin и ADSP SHARC 56 5.1. Семейство сигнальных процессоров ADSP Blackfin 56 5.2. Процессоры с плавающей точкой ADSP SHARC 59 Контрольные вопросы 63 Глава 6. Цифровые сигнальные процессоры и микроконтроллеры фирмы Motorola 64 6.1. Классификация и особенности процессоров Motorola 64 6.2. Процессор DSP 56300, характеристики и применение 65 6.3. Ядро процессора 68 6.4. Система команд процессора DSP 56*** 72 6.5. Микроконтроллеры, структура и применение в телекоммуникациях 73 Контрольные вопросы 77 Глава 7. Цифровые процессоры фирмы Texas Instruments 78 7.1. Классификация и особенности процессоров 78 7.2. Процессоры платформы С 80 7.3. Процессоры платформы С схемы (С54х, С55х) 80 7.4. Арифметически-логическое устройство и умножителкпроцессора С54х 85 7.5. Сдвигатель и устройство сравнения и хранения процессора С54х 88 7.6. Адресация процессора С54х 90 7.7. Мультимедиа-видеопроцессор С 92 7.8. Процессоры платформы С 95 7.9. Процессоры с плавающей точкой фирмы Texas Instruments 98 Контрольные вопросы ЮЗ Глава 8. Процессор NM6403 и микроконтроллер «Мультикор» фирмы Элвис 104 8.1. Структурная схема процессора NM6403 с векторным сопроцессором и его характеристики 104 8.2. Векторный сопроцессор и реализация нейронной сети 107 8.3. Сигнальный микроконтроллер серии «Мультикор» (1829ВМ2Т-МС24) 113 Контрольные вопросы 117 167 Глава 9. Программируемые логические интегральные схемы и их применение 119 9.1. Классификация ПЛИС 119 9.2. Свойства ПЛИС и порядок проектирования устройств 121 9.3. Основные характеристики ПЛИС фирм Altera и XILINX 124 9.4. Реализация на ПЛИС алгоритма БПФ и нерекурсивных фильтров 128 9.5. Система на кристалле как развитие ПЛИС и программируемых процессоров ^ 134 Контрольные вопросы 136 Приложение 1. Список сокращений английских терминов 138 Приложение 2. Программа реализации нерекурсивного фильтра на процессоре ADSP 2181 140 Приложение 3. Программа формирования гармонического колебания методом аппроксимации на процессоре ADSP 2181 142 Приложение 4. Программа реализации алгоритма БПФ на процессоре ADSP 2181 143 Приложение 5. Платформа EZ-Kit Lite 147 Приложение 6. Симулятор процессора SIM 2181 154 Предметный указатель 162 Список литературы 164 В. С. Сперанский Сигнальные микропроцессоры и их применение в системах телекоммуникаций и электроники Рассмотрены необходимые теоретические вопросы и практика использования цифровых микропроцессоров обработки сигналов. Кратко рассмотрены основные операции цифровой обработки сигналов, архитектура, классификация и характеристики современных сигнальных процессоров. Существенное внимание уделено процессорам фирмы Analog Devices, приведены алгоритмы реализации типовых устройств. Описаны процессоры фирм Motorola, Texas Instruments, векторный процессор НТЦ Модуль и микроконтроллер Мультикор (НПЦ Элвис). Отдельный раздел посвящен программируемым логическим интегральным схемами системе на кристалле. В приложениях содержатся программы реализации нерекурсивного фильтра, формирователя гармонического колебания, быстрого преобразования Фурье, а также описания отладочной платы процессора ADSP2181 и его симулятора. Для студентов, обучающихся по специальностям Радиосвязь, радиовещание и телевидение, Средства связи с подвижными объектами Многоканальные телекоммуникационные системы, будет полезна специалистам. Книги издательства Горячая линия - Телеком» i заказать через почтовое агентство DESSY: 107113, г.Мс а также интернет-магазин:... - юсква, oj i: www.dessyj 2-0035-6 | www.techbook.ru 9 |