Процессоры цифровой обработки сигналов (ЦПОС)
Особенности архитектуры ЦПОС
Особенности архитектуры цифровых процессоров обработки сигналов (ЦПОС) (а англоязычной литературе используется термин Digital Signal Processors и аббревиатура DSP) связаны с особенностью программ, по которым им приходится работать:
- программы выполняются, как правило, в реальном масштабе времени - по мере поступления входного сигнала, что придает критическую важность вопросам повышения быстродействия;
- программы содержат много логических и особенно арифметических операций и практически не содержат программ перехода;
- происходит постоянный и быстрый ввод вывод данных, зачастую в аналоговой форме
- программы относительно короткие и достаточно редко изменяются, зачастую остаются неизменными на протяжении всего срока эксплуатации процессора.
Из этого проистекают такие особенности архитектуры:
- в процессорах цифровой обработки сигналов очень часто используется так называемая Гарвардская архитектура - с раздельными блоками памяти для хранения программ и данных. Они могут иметь разную разрядность. к ним происходит обращение по разным командам;
- большая (иногда нестандартная) разрядность обрабатываемых данных - 16, 24, 32, 48, 64, 128, что позволяет увеличить диапазон обрабатываемых чисел без применения формата с плавающей запятой или обрабатывать по несколько чисел одновременно;
- блоки, предназначенные для ускорения выполнения команды умножения - сдвиговые регистры, матричные умножители;
- память команд и данных на самом кристалле процессора;
- возможность параллельного выполнения нескольких операций одновременно, например, ввода вывода и арифметических команд;
- все команды имеют одинаковую длину и выполняются за одинаковое время, что позволяет использовать счетчик команд для отсчета временных интервалов.
Все эти особенности архитектуры проявляются таких процессорах как аналого-цифровой процессор КР1813ВЕ1, процессоры серии TMC320 фирмы Texas Instruments , DSP фирм Motorola и Analog Devices .
