Digital Signal Processing (DSP) er viðfangsefni sem er að verða til og tekur til margra fræðigreina og er mikið notað á mörgum sviðum. Síðan á sjöunda áratug síðustu aldar, með örri þróun tölvu- og upplýsingatækni, kom stafræn merkjavinnslutækni fram og þróaðist hratt. Undanfarna tvo áratugi hefur vinnsla stafrænna merkja verið mikið notuð í samskiptum og öðrum sviðum.
Stafræn merki vinnsla er notkun tölvu eða sérstaks vinnslu búnaðar til að safna, umbreyta, sía, meta, auka, þjappa og bera kennsl á merki á stafrænu formi til að fá merki form sem uppfyllir þarfir fólks. Stafræn merki vinnsla er þróuð í kringum kenninguna, útfærslu og beitingu stafrænnar merkisvinnslu. Fræðileg þróun stafrænnar merkisvinnslu hefur stuðlað að þróun stafrænna merkisvinnsluforrita. Aftur á móti hefur beiting stafrænnar merkisvinnslu ýtt undir endurbætur á stafrænni kennsluvinnslukenningu. Framkvæmd stafrænnar merkisvinnslu er brú milli kenningar og beitingar
Stafræn merkjavinnsla byggist á mörgum greinum og umfang hennar er afar breitt. Til dæmis, á sviði stærðfræði, reiknirit, líkur og tölfræði, stókastískir ferlar og töluleg greining eru allt grunntæki fyrir stafræna merkjavinnslu og eru nátengd netkenningu, merki og kerfi, netnet, samskiptakenningu og bilanagreiningu . Sumar nýjar greinar, svo sem gervigreind, mynsturgreining, tauganet osfrv., Eru óaðskiljanlegar frá stafrænni merkisvinnslu. Það má segja að stafræn merkjavinnsla taki mörg klassísk fræðileg kerfi sem fræðilegan grundvöll og gerir um leið sjálfan sig að fræðilegum grundvelli röð fræðigreina.
Framkvæmdaraðferðir stafrænnar merkisvinnslu eru almennt eftirfarandi:
(1) Gerðu þér grein fyrir með hugbúnaði (svo sem Fortran, C tungumáli) í almennum tölvum (svo sem tölvu);
(2) Bættu við sérstökum flýta örgjörva við almenna tölvukerfið;
(3) Það er gert með almennum einflís örtölvu (eins og MCS-51, 96 röð o.s.frv.). Þessa aðferð er hægt að nota við minna flókna stafræna merkjavinnslu, svo sem stafræna stjórn o.s.frv .;
(4) Gerðu þér grein fyrir með almennri forritanlegri DSP flögu. Í samanburði við smáflísar örtölvur hafa DSP flís hugbúnaðar- og vélbúnaðarúrræði sem henta betur fyrir stafræna merkjavinnslu og hægt er að nota þær fyrir flóknar stafrænar merki vinnslu reiknirit;
(5) Gerðu þér grein fyrir með sérstakri DSP flögu. Í sumum sérstökum tilvikum er nauðsynlegur merki vinnsluhraði ákaflega mikill, sem erfitt er að ná með DSP flögum í almennum tilgangi, svo sem DSP flögum tileinkað FFT, stafrænum síum, krampa og tengdum reikniritum. Þessi flís samþættir samsvarandi reiknirit fyrir merkivinnslu Flísinn er útfærður í vélbúnaði án forritunar.
Meðal ofangreindra aðferða er gallinn við fyrstu aðferðina að hún er hægari og almennt er hægt að nota hana til að líkja eftir DSP reikniritum; önnur og fimmta aðferðin eru mjög sértæk og beiting þeirra er mjög takmörkuð. Önnur aðferðin er einnig Það er óþægilegt fyrir sjálfstæða notkun kerfisins; þriðja aðferðin hentar aðeins til að innleiða einfaldar DSP reiknirit; aðeins fjórða aðferðin opnar nýja möguleika fyrir beitingu stafrænnar merkisvinnslu
Þrátt fyrir að kenningin um stafræna vinnslu merkja hafi þróast hratt, fyrir níunda áratuginn, vegna takmarkana á útfærsluaðferðum, hefur kenningin um stafræna úrvinnslu merkja ekki verið mikið notuð. Það var ekki fyrr en fyrsta fæðanlega einn flís forritanlegi DSP flís fæddur í lok áttunda áratugarins og snemma á níunda áratugnum sem fræðilegu rannsóknarniðurstöðunum var víða beitt á ódýrum hagnýtum kerfum og stuðlað að þróun nýrra kenninga og notkunarreita. Það er ekki ofsögum sagt að fæðing og þróun DSP flísar hafi gegnt mjög mikilvægu hlutverki í tækniþróun fjarskipta, tölvu, stjórnunar og annarra sviða á síðustu 1980 árum.
Í DSP kerfi getur inntak merki verið á ýmsan hátt. Til dæmis getur verið um raddmerki að ræða með hljóðnema eða mótuðu gagnamerki frá símalínu eða myndmerki myndavélarinnar sem er kóðað og sent á stafrænum tengli eða geymt í tölvu.
Aðgangsmerkið er fyrst tekið undir bandtengda síun og sýnatöku og síðan er A / D (Analog to Digital) umbreyting gerð til að umbreyta merkinu í stafrænan bitastraum. Samkvæmt Nyquist sýnatöku setningunni, til þess að tryggja að upplýsingar glatist, verður sýnatökutíðni að vera að minnsta kosti tvöfalt hæsta tíðni inntakssviðs takmarkaðs merkis.
Inntak DSP flísar er stafrænt merki gefið upp í sýnatökuformi sem fæst eftir A / D umbreytingu. DSP flísinn framkvæmir einhvers konar vinnslu á stafrænu merki inntaksins, svo sem röð margföldunar- og uppsöfnunaraðgerða (MAC). Stafræn vinnsla er lykillinn að DSP, sem er mjög frábrugðinn öðrum kerfum (svo sem símskiptakerfi). Í skiptikerfinu er hlutverk örgjörvans að framkvæma leiðarval og það breytir ekki inntaksgögnum. Þess vegna, þó að bæði séu rauntímakerfi, eru takmarkanir þeirra í rauntíma nokkuð mismunandi. Að lokum er unnu stafrænu sýnunum breytt í hliðræn sýni með D / A (Digital toAnalog) umbreytingu og síðan eru gerð interpolation og sléttunarsíun til að fá samfellda hliðræna bylgjulögun.
Það verður að benda á að DSP kerfismódelið sem að ofan er gefið er dæmigert líkan, en ekki öll DSP kerfi verða að hafa alla íhlutina í líkaninu. Til dæmis er raddgreiningarkerfið ekki samfelld bylgjulögun við framleiðsluna heldur viðurkenningarniðurstaðan, svo sem tölur, texti osfrv .; sum inntaksmerki eru stafræn merki (eins og CD geisladiskur), svo það er engin þörf á að framkvæma hliðræna til stafræna umbreytingu.
Stafræna merkjavinnslukerfið er byggt á stafrænni merkisvinnslu, svo það hefur alla kosti stafrænnar vinnslu:
(1) Þægilegt viðmót. DSP kerfi eru samhæfð öðrum kerfum eða tækjum sem byggja á stafrænni nútímatækni. Það er miklu auðveldara að tengja við slík kerfi til að innleiða ákveðnar aðgerðir en við hliðræn kerfi til að tengjast þessum kerfum;
(2) Auðvelt að forrita. Forritanlegur DSP flís í DSP kerfinu gerir hönnuðum kleift að breyta og uppfæra hugbúnaðinn sveigjanlega og þægilega meðan á þróunarferlinu stendur;
(3) Góður stöðugleiki. DSP kerfið er byggt á stafrænni vinnslu, hefur minna áhrif á umhverfishita og hávaða og hefur mikla áreiðanleika;
(4) Há nákvæmni. 16 bita stafræna kerfið getur náð nákvæmninni 10 ^ (- 5);
(5) Góð endurtekning. Árangur hliðræna kerfisins hefur mikil áhrif á afkastabreytingar á breytum íhlutanna, en stafræna kerfið hefur í grundvallaratriðum ekki áhrif, svo að stafræna kerfið er þægilegt til prófunar, kembiforrit og fjöldaframleiðslu;
(6) Þægileg samþætting. Stafrænu íhlutirnir í DSP kerfinu eru mjög staðlaðir og auðvelda umfangsmikla samþættingu.
Auðvitað hefur stafræn merkisvinnsla einnig ákveðna annmarka. Til dæmis, fyrir einföld verkefni við vinnslu merkja, svo sem símviðmót með hliðrænni rofalínu, mun notkun DSP auka kostnaðinn. Háhraðaklukkan í DSP kerfinu getur valdið vandamálum eins og hátíðni truflunum og rafsegulleka og DSP kerfið eyðir miklum krafti. Að auki er D SP tækni uppfærð hratt, krefst margra stærðfræðilegrar þekkingar og þróun og kembiforrit eru ekki fullkomin.
Þrátt fyrir að DSP-kerfið hafi nokkra annmarka, hafa framúrskarandi kostir þess gert það í auknum mæli notað á mörgum sviðum svo sem samskiptum, rödd, mynd, ratsjá, lífeðlisfræði, iðnaðarstýringu og tækjabúnaði.
Almennt er engin mjög góð formleg hönnunaraðferð fyrir hönnun DSP kerfa.
Áður en DSP kerfi er hannað verður þú fyrst að ákvarða frammistöðuvísana kerfisins og kröfur um úrvinnslu merkja í samræmi við markmið umsóknarkerfisins sem venjulega er hægt að lýsa með flæði skýringarmyndum, stærðfræðilegum aðgerðaröðum, formlegum táknum eða náttúrulegu tungumáli.
Annað skrefið er að líkja eftir háttsettu tungumáli í samræmi við kröfur kerfisins. Almennt séð, til þess að ná endanlegu markmiði kerfisins, þarf að vinna inntaksmerkið rétt og mismunandi vinnsluaðferðir munu leiða til mismunandi frammistöðu kerfisins. Til að ná sem bestum árangri kerfisins verður þú að ákvarða það besta í þessu skrefi. Vinnsluaðferðin er reiknirit stafrænnar merkisvinnslu (reiknirit), svo þetta skref er einnig kallað reiknirit eftirlíkingarstig. Til dæmis er talþjöppunarkógríminn að fá besta samstillta talið undir ákveðnu þjöppunarhlutfalli. Inntaksgögnin sem notuð eru við reikniritgerð eru fengin með því að safna raunverulegum merkjum og eru venjulega geymd sem gagnaskrá í formi tölvuskrár. Til dæmis er raddmerkinu sem notað er í hermun á raddþjöppunarreikniritinu í raun safnað og geymt sem raddgagnaskrá í formi tölvuskráar. Inntaksgögnin sem notuð eru í sumum reiknirithermum þurfa ekki endilega að vera raunverulegu safngjafargögnin. Svo framarlega sem hægt er að staðfesta hagkvæmni reikniritsins er einnig mögulegt að setja inn tilgátuleg gögn.
Að loknu öðru skrefi er næsta skref að hanna rauntíma DSP kerfi. Hönnun rauntíma DSP kerfis nær til vélbúnaðarhönnunar og hugbúnaðarhönnunar. Vélbúnaðarhönnun verður fyrst að velja viðeigandi DSP flögu í samræmi við stærð útreikninga kerfisins, kröfur um nákvæmni útreiknings, takmarkanir á kerfiskostnaði og kröfur um magn og orkunotkun. Hannaðu síðan jaðarrásina og aðrar hringrásir DSP flísarinnar. Hugbúnaðarhönnun og forritun byggist aðallega á kröfum kerfisins og völdum DSP flís til að skrifa samsvarandi DSP samsetningarforrit. Ef kerfið hefur lítið útreikning og er stutt af háttsettum tungumálatöflu, þá er einnig hægt að forrita það á hátölumáli (svo sem C-tungumáli). Þar sem skilvirkni núverandi hágæða málþátta er ekki eins skilvirk og sú að skrifa handritssamsetningu handvirkt, er oft notuð blönduð forritunaraðferð fyrir tungumál á háu stigi og samsetningarmál í raunverulegum umsóknarkerfum. Aðferðin við að skrifa er að skrifa samkomumál, en hátungumálið er notað þar sem útreikningur er ekki mikill. Með því að nota þessa aðferð er ekki aðeins hægt að stytta hugbúnaðarþróunarhringinn, bæta læsileika og færanleika forritsins, heldur einnig uppfylla kröfur um rauntíma notkun kerfisins.
Eftir að DSP vélbúnaðar- og hugbúnaðarhönnun er lokið er nauðsynlegt að kemba vélbúnaðinn og hugbúnaðinn. Kembiforrit hugbúnaðar notar almennt DSP þróunarverkfæri, svo sem hugbúnaðarherma, DSP þróunarkerfi eða herma. Þegar kembiforrit DSP reikniritanna er aðferðin til að bera saman rauntímaniðurstöður og uppgerðarniðurstöður almennt notuð. Ef inntak rauntíma forritsins og eftirlíkingarforritið er það sama ætti framleiðsla tveggja að vera sú sama. Hægt er að kemba annan hugbúnað umsóknarkerfisins eftir raunverulegum aðstæðum. Kembiforrit vélbúnaðar notar venjulega vélbúnaðarhermi til kembiforrit. Ef enginn samsvarandi vélbúnaðarhermi er til staðar og vélbúnaðarkerfið er ekki mjög flókið er einnig hægt að kemba það með hjálp almennra tækja.
Eftir að hugbúnaður og vélbúnaður kerfisins er kembiforrit sérstaklega, er hægt að aðskilja hugbúnaðinn frá þróunarkerfinu og keyra beint á forritskerfinu. Auðvitað er þróun DSP kerfis, sérstaklega hugbúnaðarþróunar, ferli sem þarf að endurtaka. Þrátt fyrir að árangur rauntímakerfis sé í grundvallaratriðum þekktur með reiknirithermi, þá getur eftirlitsumhverfið í raun ekki verið alveg í samræmi við rauntíma kerfisumhverfið. Þegar flutningsreiknirit er flutt í rauntímakerfi er nauðsynlegt að íhuga hvort reikniritið geti keyrt í rauntíma. Ef reikniflókinn í reikniritinu er of mikill til að hann gangi á vélbúnaðinum í rauntíma, verður að endurskoða eða einfalda reikniritið.
DSP flís, einnig þekktur sem stafrænn merki örgjörvi, er örgjörvi sérstaklega hentugur fyrir stafræna merki vinnslu. Helsta forrit þess er að átta sig á ýmsum stafrænum reikniritum fyrir vinnslu merkja í rauntíma og fljótt. Samkvæmt kröfum stafrænnar merkisvinnslu hafa DSP-flísar yfirleitt eftirfarandi helstu eiginleika:
(1) Ein margföldun og ein viðbót er hægt að ljúka í einni kennsluhring;
(2) Forritið og gagnarýmið eru aðskilin og hægt er að nálgast leiðbeiningar og gögn á sama tíma;
(3) Það er hratt vinnsluminni á flís, sem venjulega er hægt að nálgast samtímis í tveimur blokkum í gegnum sjálfstæðar gagnabifreiðar;
(4) Vélbúnaðarstuðningur með lága eða enga loftlykkju og stökk;
(5) Hröð truflunarvinnsla og I / O stuðningur vélbúnaðar;
(6) Margfeldi vélbúnaðarrafstöðvar sem starfa í einni lotu;
(7) Margar aðgerðir geta verið gerðar samhliða;
(8) Stuðningur við leiðsluaðgerð, svo að hægt sé að framkvæma aðgerðir eins og að sækja, afkóða og framkvæmd.
Auðvitað, samanborið við örgjörva til almennra nota, eru aðrar almennar aðgerðir DSP-flís tiltölulega veikar.
DSP flís þróun
Fyrsta DSP-flís með einum flögum heims ætti að vera S2811 sem gefin var út af AMI árið 1978. Forritanlegt tæki 2920 sem gefið var út af Intel árið 1979 var stór áfangi fyrir DSP-flís. Hvorugur flísinn er með eins lotu margfaldara sem nauðsynlegur er fyrir nútíma DSP flís. Árið 1980 var μP D7720 kynnt af NEC Corporation í Japan fyrsta DSP flísin með margfeldi.
Eftir það voru farsælustu DSP flögurnar röð af vörum frá Texas Instruments (TI). TI setti fyrstu kynslóð DSP flís TMS32010 og röð vörur sínar TMS32011, TMS320C10 / C14 / C15 / C16 / C17 árið 1982, og kynnti síðan röð kynslóðar DSP flís TMS32020, TMS320C25 / C26 / C28, og þriðja kynslóðin DSP flís TMS320C30 / C31 / C32, fjórða kynslóð DSP flís TMS320C40 / C44, fimmta kynslóð DSP flís TMS320C5X / C54X, endurbætt önnur kynslóð DSP flís TMS320C2XX, afkastamikil DSP flís TMS320C8X sem samþættir marga DSP flís og nú er fljótasta sjötta kynslóð DSP flís TMS320C / C62X osfrv. TI dregur saman algengu DSP flögurnar í þrjár seríur, þ.e.: TMS67C320 röð (þ.mt TMS2000C320X / C2XX), TMS2C320 röð (þ.m.t. TMS5000C320X / C5X / C54X) og TMS55C320 röð (TMS6000C320X / C62X). Í dag eru röð DSP-vara TI orðin áhrifamestu DSP-flís í heimi í dag. TI er einnig orðinn stærsti birgir DSP-flís heims og DSP markaðshlutdeild þess stendur fyrir næstum 67% af heimshlutanum.
Það fyrsta sem notaði CMOS-tækni til að framleiða DSP-flís með fljótandi punktum var Hitachi-fyrirtækið í Japan, sem kynnti DSP-flís með fljótandi punktum árið 1982. Árið 1983 var MB8764 sem Fujitsu, Japan setti á markað, með 120 kennslustundir og var með tvöfalda innri rútur. , sem tók stórt stökk í vinnslunni. Fyrsta afkastamikla DSP flísin með fljótandi punktum ætti að vera DSP32 sem AT&T setti á markað árið 1984.
Í samanburði við önnur fyrirtæki er Motorola tiltölulega seint að koma á markað DSP-flögum. Árið 1986 kynnti fyrirtækið fasta punkta örgjörva MC56001. Árið 1990 kynnti það flotpunkt DSP flís MC96002 sem er samhæft við IEEE flotpunkt sniðið.
American Analog Devices (Analog Devices, AD í stuttu máli) tekur einnig ákveðinn hlut á DSP-flísamarkaðnum og hefur í röð og veru kynnt röð af DSP-flögum með sínum eiginleikum. DSP-flísar með fasta punkta eru ADSP2101 / 2103/2105, ASDP2111 / 2115, ADSP2161 / 2162/2164 og ADSP2171 / 2181, DSP-flís með fljótandi punktum eru ADSP21000 / 21020, ADSP21060 / 21062 o.fl. Síðan 1980 hafa DSP-flísar verið þróað með skrefum og mörkum og DSP-flísar hafa orðið meira og meira notaðar. Frá sjónarhóli reikningshraða hefur MAC (ein margföldun og ein viðbót) verið stytt úr 400ns (eins og TMS32010) snemma á níunda áratugnum í minna en 1980ns (eins og TMS10C320X, TMS54C320X / 62X o.s.frv.) Og vinnslugeta hefur verið aukin nokkrum sinnum. Helstu margfeldisþættir inni í DSP flögunni hafa lækkað úr um það bil 67% þvagræsis árið 40 í minna en 1980% og magn vinnsluminni hefur aukist um meira en stærðargráðu. Hvað varðar framleiðsluferlið var 5μm samþykkt árið 4
N-rás MOS (NMOS) ferlið er almennt tekið í notkun, en nú er CMOS ferli undir míkron (Micron) almennt notað. Fjöldi pinna DSP flís hefur aukist úr 64 hámarki árið 1980 í meira en 200 núna. Fjölgun pinna þýðir aukinn sveigjanleika í uppbyggingu, svo sem stækkun ytra minni og samskipti milli örgjörva. Að auki hefur þróun DSP flís dregið mjög úr kostnaði, magni, þyngd og orkunotkun DSP kerfa. Tafla 1.1 er samanburðartafla yfir DSP flögur TI á árunum 1982, 1992 og 1999. Tafla 1.2 eru nokkur gögn um dæmigerða flís frá helstu DSP flís birgjum í heiminum.
Flokka má DSP flís á eftirfarandi þrjá vegu.
1. Samkvæmt grundvallareinkennum
Þetta er flokkað eftir vinnuklukkunni og leiðbeiningargerð DSP flísarinnar. Ef á hvaða klukkutíðni sem er innan tiltekins klukkutíðnisviðs getur DSP flísinn virkað eðlilega, nema breytingin á útreikningshraða er engin niðurbrot á afköstum. Þessi tegund af DSP flís er almennt kölluð kyrrstæð DSP flís. Til dæmis tilheyra DSP flís frá Japan OKI Electric Company, TMS320C2XX röð flís TI Company af þessum flokki.
Ef það eru tveir eða fleiri DSP flísar, leiðbeiningasett þeirra og samsvarandi pinna uppbygging vélakóða vél pinna eru samhæfð hvert öðru, þá er þessi tegund af DSP flís kallaður stöðugur DSP flís. Til dæmis fellur TMS320C54X af TI Bandaríkjanna í þennan flokk.
2. Samkvæmt gagnaformi
Þetta er flokkað í samræmi við vinnugagnasnið DSP flísarinnar. DSP flís sem gögn vinna með fast punkta sniði eru kölluð fast punkt DSP flís, svo sem TMS320C1X / C2X, TMS320C2XX / C5X, TMS320C54X / C62XX röð, ADSP21XX röð AD, DSP16 / 16A AT og T og MC56000 frá Motolora. Flotpunkt DSP flís sem virka á flotpunkt sniði kallast flotpunkt DSP flís, svo sem TMS320C3X / C4X / C8X frá TI, ADSP21XXX röð frá AD, DSP32 / 32C frá AT&T, MC96002 frá Motolora o.s.frv.
Flotpunktasniðin sem notuð eru af mismunandi DSP-flögum með fljótandi punktum eru ekki alveg eins. Sumir DSP flísar nota sérsniðin flotpunkta snið, svo sem TMS320C3X, en sumir DSP flísar nota IEEE venjuleg flotpunkt snið, svo sem Motorola's MC96002, FUJITSU's MB86232 og ZORAN er ZR35325, o.fl.
3. Samkvæmt tilgangi
Samkvæmt tilgangi DSP má skipta honum í DSP flís í almennum tilgangi og DSP flís í sérstökum tilgangi. DSP flís til almennra nota eru hentugur fyrir venjuleg DSP forrit. Til dæmis er röð af DSP flögum TI Company almennar DSP flögur. Sérstakur DSP flís er hannaður fyrir sérstakar DSP aðgerðir og hentar betur fyrir sérstakar aðgerðir, svo sem stafræna síun, krampa og FFT. Til dæmis, DSP56200, Motorola, ZR34881 frá Zoran, IMSA100, osfrv. Inmos, tilheyra hollur DSP flís.
Þessi bók fjallar aðallega um DSP flís í almennum tilgangi.
Val á DSP flís hönnun DSP umsóknarkerfi, að velja DSP flís er mjög mikilvægur hlekkur. Aðeins þegar DSP flísinn er valinn er hægt að hanna jaðarrásir og aðrar rásir kerfisins frekar. Almennt ætti að velja DSP flís í samræmi við raunverulegar þarfir kerfisins. Mismunandi DSP forritakerfi hafa mismunandi val á DSP flögum vegna mismunandi umsóknar tilvika og notkunar tilgangs. Almennt séð ætti að taka tillit til eftirfarandi margra þátta þegar DSP flís er valinn.
1. Rekstrarhraði DSP flís.
Rekstrarhraði er einn mikilvægasti árangursvísir DSP-flísanna og hann er einnig stór þáttur sem þarf að hafa í huga þegar DSP-flís er valin. Reikningshraða DSP flísanna er hægt að mæla með eftirfarandi frammistöðuvísum:
(1) Kennsluhringur: tíminn sem þarf til að framkvæma kennslu, venjulega í ns (nanósekúndur). Til dæmis er kennsluhringur TMS320LC549-80 þegar aðaltíðnin er 80MHz 12.5ns;
(2) MAC tími: tími einnar margföldunar auk einnar viðbótar. Flestir DSP-flísar geta lokið margföldunar- og viðbótaraðgerð í einni kennsluhring. Til dæmis er MAC tími TMS320LC549-80 12.5ns;
(3) Framkvæmdartími FFT: tíminn sem þarf til að keyra N-punkt FFT forrit. Þar sem aðgerðirnar sem taka þátt í FFT aðgerðinni eru mjög dæmigerðar í stafrænni merkisvinnslu er FFT aðgerðartíminn oft notaður sem vísir til að mæla reikningsgetu DSP flísarinnar;
(4) MIPS: Það er, milljónir leiðbeininga eru framkvæmdar á sekúndu. Til dæmis er vinnslugeta TMS320LC549-80 80 MIPS, það er að gera 80 milljónir leiðbeininga á sekúndu;
(5) MOPS: Það er, milljónir aðgerða eru framkvæmdar á sekúndu. Til dæmis er reikningsgeta TMS320C40 275 MOPS;
(6) MFLOPS: Það er, milljónir flotpunktaaðgerða eru framkvæmdar á sekúndu. Til dæmis er vinnslugeta TMS320C31 þegar aðaltíðnin er 40MHz 40 MFLOPS;
(7) BOPS: Það er, einn milljarður aðgerða eru framkvæmdar á sekúndu. Til dæmis er vinnslugeta TMS320C80 2 BOPS.
2. Verð á DSP flögum.
Verð á DSP flís er einnig mikilvægur þáttur sem þarf að hafa í huga þegar DSP flís er valinn. Ef notaður er dýr DSP-flís, jafnvel þó afköstin séu mikil, verður notkunarsvið hans örugglega takmarkað, sérstaklega fyrir borgaralegar vörur. Þess vegna, samkvæmt raunverulegu kerfisumsókninni, þarf að ákvarða hagkvæman DSP-flögu. Auðvitað, vegna hraðrar þróunar á DSP flögum, hefur verð á DSP flögum tilhneigingu til að lækka tiltölulega hratt. Þess vegna er aðeins dýrari DSP flís valinn á þróunarstigi. Þegar kerfið er þróað gæti verð þess lækkað um helming eða meira.
3. Vélbúnaðarauðlindir DSP-flísarinnar.
Vélbúnaðarauðlindir sem eru veittar af mismunandi DSP flögum eru mismunandi, svo sem magn vinnsluminni og ROM, útvíkkanlegt forrit og gagnarými, strætóviðmót, I / O tengi osfrv. Jafnvel þó að það sé sama röð DSP flís (eins og TMS320C54X röð TI), mismunandi DSP flís í röðinni hafa mismunandi innri vélbúnaðarauðlindir og geta lagað sig að mismunandi þörfum.
4. Reikningsfræðileg nákvæmni DSP flísarinnar.
Orðalengd almennra DSP-flísa með fasta punkta er 16 bitar, svo sem TMS320 serían. En sum fyrirtæki eru með 24 bita fastapunktsflís, svo sem MC56001 frá Motorola. Orðlengd flotpunktsflís er almennt 32 bitar og rafgeymirinn er 40 bitar.
5. Þróunartæki fyrir DSP flís.
Í þróunarferli DSP kerfisins eru þróunartæki ómissandi. Án stuðnings þróunarverkfæra er nánast ómögulegt að þróa flókið DSP kerfi. Ef stuðningur er við öflug þróunartæki, svo sem C tungumálastuðning, mun þróunartíminn styttast verulega. Þess vegna, þegar DSP-flís er valin, verður að huga að stuðningi þróunarverkfæra hans, þ.mt hugbúnaðar- og vélbúnaðarþróunartæki.
6. Orkunotkun DSP flísarinnar.
Í sumum DSP forritum er orkunotkun einnig vandamál sem krefst sérstakrar athygli. Til dæmis hafa færanleg DSP tæki, handtæki og DSP tæki fyrir forrit á vettvangi sérstakar kröfur um orkunotkun. Sem stendur hefur lítið verið notað af háhraða DSP flögum sem knúnir eru með 3.3V.
7. annað.
Auk ofangreindra þátta ætti val á DSP-flís einnig að taka til athugunar form umbúða, gæðastaðla, framboð, líftíma osfrv. Sumar DSP-flísar geta haft mörg umbúðaform eins og DIP, PGA, PLCC og PQFP. Sum DSP kerfi geta að lokum krafist staðla í iðnaðar- eða hernaðargráðu. Þegar þú velur þarftu að fylgjast með því hvort valinn flís er með iðnaðar- eða hernaðarstig svipaða vöru. Ef hannaða DSP-kerfið er ekki bara tilraunakerfi, heldur þarf fjöldaframleiðsla og getur haft líftíma í nokkur ár eða jafnvel meira en tíu ár, þá þarftu að huga að framboði á völdum DSP-flögu og hvort það hafi sömu eða jafnvel lengri líftíma og svo framvegis.
Meðal ofangreindra margra þátta, almennt séð, er verð á DSP-flís með fasta punkta ódýrara, orkunotkunin minni en útreikningsnákvæmni er aðeins lægri. Kostir DSP-flísar með fljótandi punktum eru mikil nákvæmni í rekstri og þægileg forritun og kembiforrit á C tungumáli, en þau eru aðeins dýrari og eyða meiri krafti. Til dæmis eru TMS320C2XX / C54X seríurnar í TI DSP flögum með fasta punkta, með litla orkunotkun og litla tilkostnað sem helstu eiginleika. TMS320C3X / C4X / C67X er fljótandi DSP flís með mikla reikniaðgerðir, þægileg forritun á C tungumáli og stutt þróun, en á sama tíma er verð hans og orkunotkun tiltölulega mikil.
Reikningsálag DSP umsóknarkerfisins er grundvöllur til að ákvarða val á DSP flís með vinnslugetu. Ef útreikningsfjárhæðin er lítil geturðu valið DSP flögu með minni vinnsluafl sem getur lækkað kerfiskostnaðinn. Þvert á móti verður DSP kerfi með miklu útreikningi að velja DSP flís með mikla vinnslugetu. Ef vinnslugeta DSP flísar getur ekki uppfyllt kröfur kerfisins verður hún að nota margar DSP flís til samhliða vinnslu. Svo hvernig á að ákvarða magn útreiknings DSP kerfisins til að velja DSP flís? Skoðum tvö mál hér að neðan.
1. Sýnisúrvinnsla
Svokölluð úrtaks punkta vinnsla er sú að DSP reikniritið lykkjist einu sinni fyrir hvert inntak sýnishorn punkt. Þetta er raunin með stafræna síun. Í stafrænum síum er venjulega nauðsynlegt að reikna einu sinni fyrir hvert inntakssýnispunkt. Til dæmis, 256 tappa aðlögunar FIR sía með LMS reikniritinu, miðað við að útreikningur hvers tappa krefjist 3 MAC lota, 256 tappa útreikningur krefst 256 × 3 = 768 MAC lotur. Ef sýnatökutíðni er 8kHz, það er að segja til um, bilið á milli sýna er 125ms og MAC hringrás DSP flísarinnar er 200ns, 768 MAC lotur þurfa 153.6ms, sem augljóslega er ekki hægt að vinna í rauntíma, og DSP með hærri hraða velja þarf flís. Tafla 1.3 sýnir vinnslukröfur merkjabandsbreiddanna á DSP flögunum þremur. MAC hringrásir þriggja DSP flísanna eru 200ns, 50ns og 25ns, í sömu röð. Það má sjá af töflunni að hægt er að útfæra tvær síðastnefndu DSP flögurnar í rauntíma fyrir beitingu viðræðubeltisins. Fyrir hljóðforrit getur aðeins þriðji DSP flísinn unnið úr í rauntíma. Auðvitað, í þessu dæmi eru engir aðrir útreikningar taldir með.
2. Vinnsla eftir ramma Sum stafræn merki vinnslu reiknirit lykkja ekki einu sinni fyrir hvert inntakssýni, heldur lykkja einu sinni á ákveðnu tímabili (venjulega kallað rammi). Til dæmis, miðlungs og lághraða talkóðunaralgoritmi tekur venjulega 10ms eða 20ms sem ramma, og talkóðunaralgoritmið lykkur einu sinni á 10ms eða 20ms. Þess vegna, þegar þú velur DSP flís, ættir þú að bera saman vinnslugetu DSP flís í ramma við útreikningsupphæð DSP reikniritsins. Segjum að leiðbeiningarhringur DSP flísarinnar sé p (ns) og tími einnar ramma sé Dt
(Ns), þá er hámarks útreikningur sem DSP flísinn getur veitt í einum ramma Dt / p leiðbeiningar. Til dæmis er leiðbeiningarhringur TMS320LC549-80 12.5ns og ef rammalengdin er 20ms er hámarks magn aðgerða sem TMS320LC549-80 getur veitt í einum ramma 1.6 milljónir leiðbeininga. Þess vegna, svo framarlega sem útreikningsupphæð talkóðunaralgóritmsins fer ekki yfir 1.6 milljónir leiðbeininga, er hægt að keyra hana í rauntíma á TMS320LC549-80.
Umsókn um DSP flís
Frá því að DSP-flís fæddist seint á áttunda áratugnum og snemma á níunda áratugnum hafa DSP-flís þróast hratt. Hröð þróun DSP-flísanna hefur notið góðs af þróun samþættra hringrásartækni annars vegar og hins mikla markaðar. Undanfarin 1970 ár hafa DSP-flísar verið mikið notaðar á mörgum sviðum svo sem merkisvinnslu, samskiptum og ratsjá. Sem stendur lækkar verð á DSP flögum og lækkar og hlutfall frammistöðu og verðs eykst dag frá degi, sem hefur mikla möguleika á notkun. Helstu forrit DSP flísanna eru:
(1) Merkjavinnsla - svo sem stafræn sía, aðlögunar sía, hröð Fourier umbreyting, fylgni útreikningur, litróf greining, samfall, mynstur samsvörun, gluggi, myndun bylgjulaga osfrv .;
(2) Samskipti, svo sem mótald, aðlögunarjöfnun, dulkóðun gagna, samþjöppun gagna, afturköllun bergmáls, fjölritun, fax, dreifrófssamskipti, kóðun um villuleiðréttingu, myndsíma osfrv.
(3) Rödd eins og raddkóðun, raddgerving, raddgreining, raddbæting, auðkenni hátalara, staðfesting hátalara, talhólf, raddgeymsla osfrv.;
(4) Grafík / myndir - svo sem tvívíddar og þrívíddar grafíkvinnsla, myndþjöppun og sending, myndaukning, fjör, vélmennasjón o.s.frv.;
(5) Her, svo sem trúnaðarsamskipti, ratsjárvinnsla, sónarvinnsla, siglingar, eldflaugaleiðbeiningar osfrv .;
(6) Hljóðfæri og mælir, svo sem litrófsgreining, virkjun, fasalás, lykkja með skjálfta osfrv.
(7) Sjálfvirk stjórnun - svo sem vélarstýring, raddstýring, sjálfvirkur akstur, vélmennistjórnun, diskastýring osfrv .;
(8) Læknismeðferð - svo sem heyrnartæki, ómskoðunarbúnaður, greiningartæki, eftirlit með sjúklingum osfrv.;
(9) Heimilistæki, svo sem hágæða hljóð, nýmyndun tónlistar, tónstýring, leikföng og leikir, stafrænir símar / sjónvörp osfrv.
Með stöðugum framförum á afkomu-verðhlutfalli DSP-flísanna er fyrirsjáanlegt að DSP-flísar verða meira notaðar á fleiri sviðum.
önnur varan okkar:
