(812) 466-57-84 /
Новости Продукция Номенклатура Статьи О фирме Контакты Вакансии
Архитектура серий С167 и ST10x167
Применение контроллеров
Распределенные системы управления
Проектирование распределенных систем управления
О стандарте PC/104
Изделия в стандарте PC/104 для жестких условий
Одноплатные компьютеры-контроллеры в стандарте PC/104
CAN-интерфейс
Микропроцессорные контроллеры CS, M, 167х
Новые 16-разрядные DSP-микроконтроллеры
Краткое описание микроконтроллера C16x
Краткая система команд C16x/ST10
Полная система команд C16x/ST10x
Дополнительные команды для XC16x и ST10F269
Параллельные порты микроконтроллеров C167 и ST10F269
Блоки формирования импульсных сигналов C16x/ST10x
Формирование ШИМ с повышенным разрешением
Универсальные блоки таймеров
Интерфейс АТ96 (Евростандарт)
Подключение контроллеров
Процессоры цифровой обработки сигналов
Архитектура микроконтроллера TMS320C32
Архитектура микроконтроллера TMS320C33

Процессоры цифровой обработки сигналов

Применение цифровых методов обработки сигналов позволяет обеспечить большую точность и воспроизводимость результатов, слабую чувствительность к помехам и малые габариты изделий. Появление нового класса процессоров позволило резко снизить стоимость цифровых систем и значительно расширило область их применения.

Задачи цифровой обработки сигналов обычно сводятся к 3-м основным действиям:

  • ввод цифрового сигнала или преобразование входного аналогового сигнала в цифровую форму;
  • обработка полученного массива данных с использованием различных алгоритмов;
  • вывод полученных результатов или обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговую форму.

Ввод, вывод – это, как правило, простые операции, наибольшие трудности возникают с реализацией сложных алгоритмов обработки сигналов, которые при работе занимают основное процессорное время.

Например:

  • фильтрация сигналов – БИХ, КИХ, адаптивные фильтры;
  • интегральные преобразования – вычисление корреляционных функций и других вероятностных оценок, преобразования Хартли, косинусное, Гильберта, Фурье и т.д.;
  • алгоритмы автоматических систем управления – PI-, PID-регуляторы, адаптивные регуляторы, различные автоматы и т.д.

Реализация вычислительных процедур сводится к трем основным операциям: умножения, сложения, вычитания. Производительность обычных процессоров недостаточна при выполнении подобных операций, так, например, обычный процессор при выполнении целочисленного умножения требует от 13 до 42 тактов, при выполнении плавающего умножения до 25 тактов (486DX2, DX4). В начале 80-х годов появился новый класс процессоров, структура которых ориентирована на быстрое выполнение арифметических операций. Эти процессоры были названы процессорами цифровой обработки сигналов (Digital Signal Processors). Основу этих процессоров составляет аппаратный арифметический блок, позволяющий выполнять основные арифметические операции за один или два такта процессора. Первые процессоры выполняли только целочисленные операции и имели 16-разрядную организацию с адресным пространством до 4 Кбайт. Эти процессоры имели серьезные недостатки. Например, при использовании целочисленных операций возникает ошибка округления, которая накапливается в процессе вычислений и не позволяет получить широкий динамический диапазон выходных сигналов, что часто приводит к неустойчивости при решении различных дифференциальных уравнений.

Для уменьшения ошибок вычислений и увеличения динамического диапазона были разработаны 24-разрядные процессоры, обладающие специальной системой команд, позволяющей уменьшить недостатки, но и этого было недостаточно для точной обработки сигналов. Для интегральных преобразований, в частности преобразования Фурье, где результат имеет огромный динамический диапазон, введение дополнительного контроля за порядком операндов сильно снижает эффективность программ и их надежность.

В конце 80-х - в начале 90-х годов появился ряд новых 32-разрядных процессоров, содержащих в своем составе аппаратные умножители и сумматоры, позволяющие выполнять за один такт процессора несколько операций с плавающей точкой. Появление подобных изделий сильно расширило применение цифровых методов обработки сигналов и позволило существенно снизить стоимость систем, разрабатываемых на их базе.

 

Контроллер EDSP32, построенный на базе процессора TMS320C32, с производительностью до 60 миллионов плавающих операций в секунду, позволяет эффективно реализовывать различные алгоритмы цифровой обработки сигналов с использованием плавающих и целых чисел. Например, 1024-точечное комплексное преобразование Фурье с плавающей точкой выполняется за 1.6 мс (при Ft = 60 МГц).

Область применения контроллера EDSP32:
  • системы обработки изображения;
  • системы анимации;
  • вокодерные системы;
  • системы распознавания речи;
  • системы синтеза речи;
  • нейронные системы;
  • телефонные системы;
  • радиолокационная обработка;
  • звуковая локация;
  • системы наведения;
  • системы засекречивания информации;
  • системы автоматики (управление двигателями, роботами и т.д.);
  • системы навигации;
  • модемы;
  • системы искусственного интеллекта;
  • системы цифрового радиовещания и телевидения;
  • диагностическое оборудование;
  • сейсмическая обработка;
  • музыкальные синтезаторы.