Раздел 12. Цифровой процессор обработки сигналов типа TMS32010

Рассмотрение этой проблемы следует начинать с изучения архитектуры ЦПОС TMS32G16, ее функциональной схемы и принципов.

Затем следует обратить внимание на состав ЦПОС, назначение отдельных блоков,

Наконец, рассмотреть методы адресации памяти ЦПОС, фиксацию состояния процессора в любой момент времени, принцип синхронизации и управления внешними устройствами.

При изучении семейства ЦПОС TMS32010 следует усвоить, что в этих устройствах используется модифицированная гарвардская архитектура, допускающая обмен информацией между памятью данных и памятью команд. Эта модификация обеспечивает        возможность считывания в память данных коэффициентов, использования команд с непосредственной адресацией и обращения к подпрограммам по результатам вычислений.

При рассмотрении функциональной схемы ЦПОС TMS32010 следует обратить внимание на то, что этот процессор состоит из двух областей: памяти программ и памяти данных. При этом память программ размещается на кристалле и выполняется в виде масочного ПЗУ. Следует заметить, что работой памяти программ управляет сигнал, Додаваемый^/ на вывод МС/МР. Адресация памяти программ осуществляется 12- разрядным программным счетчиком, в котором адрес текущей команды хранится до момента ее выполнения. Для организации выполнения вложенных подпрограмм или прерываний используется стек, который обеспечивает хранение четырех 12- разрядных слов.

При рассмотрении ЦПОС ТМ S32010 нужно усвоить, что это арифметическое устройство состоит из пяти блоков: арифметитико-логического устройства (АЛУ), умножителя, сдвигагелей. Все арифметические операции выполняются в двоичном дополнительном коде. АЛУ представляет собой комбинированное устройство, оперирующее с 32-разрядкыми словами данных и обеспечивающее суммирование, вычитание и выполнение логических операций.

Следует заметить, что TMS3201O является одноадресной машиной.

При рассмотрении TMS32010 нужно усвоить, что параллельный умножитель 16x16 состоит из трех основных узлов: 16-разрядного регистра множимого, 32-разрядного регистра произведения, умножителя. Здесь следует обратить внимание, что при манипуляции с данными предусмотрены два параллельных сдвигагеля: один из них обеспечивает произвольный сдвиг слова данных на (0-15) разрядов влево припересылке его из памяти данных в АЛУ, а другой - при пересылке результата из аккумулятора в память данных.

При рассмотрении памяти данных необходимо усвоить, что она размещается на кристалле ЦПОС и представляет собой оперативное запоминающее устройство объемом 144 16-разрядных слова Здесь важно учесть, что адресация памяти данных осуществляется двумя способами (прямым и косвенным) при участии указателя страницы.

При рассмотрении TM S32010 важно обратить внимание, что состоянию процессора в любой момент времени фиксируется в регистре                                                                                                                                               состояния,          содержащего пять бит, индивидуально изменяемых с помощью соответствующих команд.

При изучении TMS32010 следует четко усвоить, что для синхронизации ЦПОС могут быть использованы либо встроенный  генератор, либо внешний                                                       источник задающей

частоты; дня управления внешним устройством (внешней памятью, портами ввода-вывода) используются четыре сигнала: WE, MEN,DEN, RS.

 

 

Раздел 13.            Организация      систем ЦОС на ЦПОС

TMS32010

При проектировании ЦОС возникают задачи расширения памяти программ, увеличения памяти данных,  расширения портов ввода-вывода.

При рассмотрении проблемы проектирования ЦОС важно понять, что памяти ЦПОС TMS32010                 может быть недостаточно для размещения программ и данных ЦОС. Для расширения памяти программ и данных существуют несколько методов: с использованием внешних БИС ОЗУ, за счет использования страничного способа организации памяти, использования структуры команд перехода, путем использования динамических ОЗУ.

Усвоив методы расширения памяти и принципы функционирования их схем, следует освоить принципы расширения портов _, ввода-вывода.

При рассмотрении проблемы разработки сложной системы на базе ЦПОС TMS32010 важно понять, что такая сложная система требует для организации управления работой памяти, сигналами прерывания, режимами работы использования большого количества портов ввода-вывода. Для расширения портов ввода-вывода применяются следующие методы: страничный метод организации         обращений к периферийным устройствам, за счет использования кода команды перехода BIOZ, путем расширения линии команды ВЮ, путем использования команд TBLR и TBLW, путем расширения портов ввода-вывода с ускорением времени опроса.

 

Раздел 14 Методы оценки эффективности мультимикропроцессоряых систем ЦОС

При рассмотрении проблем проектирования мультимикропроцёссорных систем ЦОС следует четко усвоить, что необходимым условием реализации алгоритма ЦОС является недогруженностъ некоторых элементарных процессоров в мультимикролроцессорной системе, так как при работе в реальном масштабе времени перед приходом очередной порции данных элементарный процессор должен завершить обработку предыдущей порции. Здесь нужно обратить внимание на то, что необходимость согласовании времен и выполнения различных процедур обработки приводит к увеличению времени ожидания отдельных элементарных процессоров в ММС.

Следует обратить внимание, что наиболее распространенной методикой оценки параметров ММС при ее проектировании является теория массового обслуживания. При использовании этой теории ММС представляется системой с соответствующей дисциплиной обслуживания. Здесь нужно обратить внимание, что все многообразие схем ММС сводится к следующему перечню систем: n-1-1, n-n-l, m-n-1. При изучении ММС как системы массового обслуживания надо четко усвоить, что расчеты параметров ММС сводятся к определению математических ожиданий поступления, обработки заявок, их времени, среднеквадратических отклонений, нагрузки устройств и т.д.

При рассмотрении методов оценки эффективности ММС ЦОС важно знать, что наряду с методикой, основанной на теории массового обслуживания,, применяются методики на основе. расчета технико-экономических параметров. Здесь следует обратить внимание, что в одной из этих методик расчеты параметров сводятся к определению коэффициентов архитектурного соответствия, производительности ЦОС,

быстродействия ММС, показателя ускорения ММС, затрат временных и материальных, эффективности ММС, показателя аппаратной эффективности межпроцессорного взаимодействия.

Рассмотрение оценки эффективности ММС ЦОС следует начинать с изучения понятий теории массового обслуживания.

Затем нужно рассмотреть примеры приложения теории массового обслуживания к системам радиолокации УВД т.е. определить, к каким дисциплинам обслуживания относятся данные системы. Здесь рассматривается порядок расчета задач с заданными дисциплинами обслуживания.

Далее рассматриваются методы расчета параметров ММС на основе технико-экономических расчетов.

Наконец, производятся расчеты различных вариантов дисциплин обслуживания ММС с помощью рассмотрении методов и сравнительный анализ результатов расчетов.

 

 

Раздел 15. Программирование МПУ ЦОС

 

При рассмотрении раздела важно понять, что представляет собой процесс составления алгоритмов и программ. Нужно усвоить, что процесс разработки программ включает в себя следующие этапы:

- Постановка задачи. Определение структуры данных, системы и памяти.

- Разработка алгоритма и структуры программы.

              - Выбор языка программирования. Написание программы.

              - Получение выполняемой программы.

              - Отладка и тестирование программы.

              - Получение загрузочной программы.

С целью глубокого освоения материала следует составить несколько алгоритмов.

При рассмотрении проблем программирования следует четко усвоить, что для программирования систем, построенных на основе цифровых сигнальных процессоров различных фирм, применяются язык ассемблера и язык высокого уровня С.

Усвоив это, следует освоить основные понятия и принципы построения ассемблера 8086, 8088.

При изучении языка ассемблера сигнальных процессоров следует усвоить, что основные особенности языка состоят в алеющем:

- Языки ассемблера являются машино-ориентированными языками и, следовательно, для любого типа процессоров существует свой язык.

Почти каждая команда ассемблера эквивалента команде на машинном языке процессора. Программирование на ассемблере по сравнению с программированием на машинном языке          существенно облегчается благодаря использованию символического обозначения всех элементов программы (кодов операций, адресов ячеек        памяти, программы и данных, переменных и констант, операндов и т.д.).

- При программировании на языке ассемблера разработчик может не заботиться о распределении памяти или назначении конкретных адресов операндам.

             - В ассемблере допускается оформление повторяющейся последовательности команд как одной макрокоманды. Кроме того, ассемблеры позволяют в             той или иной форме использовать при программировании стандартные структуры, например цикл, разветвление.

       - При программировании на ассемблере доступны все ресурсы системы

 

конкретного процессора (регистр, стек, память и т.д.). Это позволяет получать эффективные программы с точки зрения времени их выполнения и объема памяти, необходимого для размещения                  программы.             Проблемы, связанные с конкретной аппаратурой и периферийными устройствами процессора, лучше и удобнее решать на языке ассемблер. При         этом программирование на ассемблере

предполагает знание архитектуры и свойств процессора.

Наконец, нужно внимательно изучить особенности построения и основные понятия        языка ассемблер микропроцессоров TMS32010

 

КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ