Информация про процессоры фирмы analog devices, страница 4

11) помимо микропроцессорного ядра содержатся 256 Кбайт статической памяти,контроллер ПДП, контроллер прерываний, блок интерфейса системной шины, память загрузки,таймеры, контроллер внешней памяти, контроллер шины PCI, интерфейс USB, универсальныйасинхронный интерфейс (UART - Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) блок эмуляции иотладки JTAG.15Рис. 11. Структура микропроцессора BlackfinЯдро ADSP-21535 состоит из 3 компонентов: устройство вычисления адреса, устройство управления иустройство обработки данных (рис. 12).16Рис. 12. Ядро микропроцессора BlackfinУстройство вычисления адреса содержит два генератора адреса (DAG0 и DAG1), использующиеобщий регистровый файл.

Регистровый файл включает 4 набора регистров: индексный, модификатор,длины, базы. Восемь дополнительных 32-разрядных регистров могут использоваться совместно сосновными индексными регистрами в качестве указателей позиций стека и памяти.Устройство управления содержит блок формирования последовательности команд (Sequencer), блокивыделения и декодирования команд, а также буфер команд цикла (для локального сохранения командв целях сокращения числа обращений к памяти команд).Устройство обработки данных содержит 9 вычислительных устройств: 2 блока выполнения операцийумножения с накоплением (MAC), два 40-разрядных АЛУ, четыре видео-АЛУ и устройствобарабанного сдвига.

Вычислительные устройства обрабатывают 8-, 16- или 32-разрядные данные,содержащиеся в регистровом файле.Каждая команда MAC осуществляет умножение 16-разрядных данных за один процессорный такт сформированием 40-разрядного результата. Каждое АЛУ может выполнять стандартный наборарифметических и логических операций, большинство из которых выполняется за один процессорныйтакт.

Содержимое восьми 32-разрядных регистров может интерпретироваться АЛУ как 32-разрядныеданные или как пара 16-разрядных данных. За один процессорный такт 2 АЛУ могут вычислять до 4результатов операций над 16-разрядными данными.Устройство барабанного сдвига может выполнять простые и циклические сдвиги, нормализацию над40-разрядным операндом, извлечение и хранение данных.17В микропроцессоре реализована модифицированная гарвардская архитектура в комбинации сиерархической структурой памяти. Вся память микропроцессора рассматривается какунифицированное адресное пространство размером до 4 Гбайт.Первый уровень иерархии памяти работает на частоте ядра и имеет минимальное время доступа.Память команд этого уровня (16 Кбайт на кристалле) содержит только команды.

Память данныхпервого уровня иерархии (два банка по 16 Кбайт на кристалле) содержит, наряду с данными, стек илокальные переменные. К этому же уровню иерархии относится и внутренняя память промежуточныхрезультатов (scratchpad) размером 4 Кбайт. Память первого уровня может быть сконфигурирована какбыстрая память прямого доступа или как кэш-память (за исключением scratchpad).Второй уровень иерархии памяти - это внутренняя (256 Кбайт SRAM) и внешняя память, доступ ккоторой осуществляется за несколько процессорных тактов.

Память этого уровня является общей длякоманд и данных.Большое внимание при создании микропроцессоров семейства Blackfin разработчики уделилисокращению энергопотребления. В них реализовано гибкое динамическое управление питанием: взависимости от интенсивности вычислений изменяется напряжение питания и тактовая частота работымикропроцессора.Дальнейшее развитие семейства идет в направлении повышения производительности, сокращенияэнергопотребления и использования проблемно-ориентированного набора периферии.К другим представителям семейства Blackfin относятся:••ADSP-21532 - с частотой 300 МГц, процессор оснащен звуковым (I2S), видео (CCIR-656)интерфейсами, а также содержит 640 Кбит SRAM и встроенный регулятор напряжения;ADSP-BF533 - это наиболее производительный микропроцессор семейства.

На тактовойчастоте 600 МГц он выполняет 1200 ММАС в секунду. Процессор содержит на кристалле 1,2Мбит статической высокоскоростной памяти, встроенный регулятор напряжения и наборпериферии, ориентированный на широкий круг задач обработки мультимедийных данных.Потребление энергии данным микропроцессором составляет 280 мВт.Новые Blackfin-процессоры поддерживают встраиваемые операционные системы, такие как LinuxEmbedded, ThreadX и Nucleus.18Сигнальные процессоры компании TexasInstrumentsВведениеСигнальные процессоры компании Texas Instruments разделяются на два класса: процессоры дляобработки чисел с фиксированной точкой и процессоры для обработки чисел с плавающей точкой(рис.

1). Первый класс представлен тремя семействами процессоров, базовыми моделями которыхявляются соответственно TMS320C10, TMS320C20, TMS320C50. Второй класс включает процессорыTMS320C30, TMS320C40. TMS320C80 также поддерживает операции с плавающей точкой ипредставляет собой мультипроцессорную систему, выполненную в одном кристалле, а семействоTMS320C6x включает процессоры как с фиксированной, так и с плавающей точкой.Рис 1. Семейства микропроцессоров компании TIПроцессоры старших поколений одного семейства наследуют основные архитектурные особенностипредшествующих поколений и совместимы "снизу вверх" по системе команд (чего нельзя сказать опроцессорах, входящих в разные семейства).Микропроцессоры семейства TMS320C1xПервый процессор семейства - TMS320C10 - был выпущен в 1982 году и, благодаря ряду удачныхтехнических решений, получил широкое распространение.

Структура типичного представителясемейства - микропроцессора TMS320C15 - приведена на рис. 2.19Рис. 2. Структура микропроцессора семейства TMS320C1XВ основу микропроцессора положена модифицированная гарвардская архитектура, отличием которойот традиционной гарвардской архитектуры является возможность обмена данными между памятьюпрограмм и памятью данных, что повышает гибкость устройства.TMS320C10 является 16-разрядным процессором. Его адресное пространство составляет 4 Ксловпамяти программ и 144 слова памяти данных.

Все слои имеют разрядность 16. Длительностькомандного такта процессора составляет 160-200 нс.Арифметические функции в процессоре реализованы аппаратно. Он имеет аппаратные умножитель(MULT), устройство сдвига (SHIFTER), aппаратную поддержку автоинкремента/декремента адресныхрегистров данных (AR0, AR1).С внешними устройствами процессор взаимодействует через 8 портов ввода/вывода.Каждый порт имеет разрядность 16.

Предусмотрена возможность обработки внешних прерываний.Другие микропроцессоры данного семейства (С14-С17) имеют аналогичную архитектуру иотличаются длительностью командного такта, конфигурацией памяти, наличием (или отсутствием)дополнительных периферийных устройств (например, в С17 реализованы кодек данных по мю-/Азакону, преобразователь логарифмической импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) в линейную ИКМ).Микропроцессоры семейства TMS320C2X20Микропроцессоры семейства TMS320C2x имеют ту же архитектуру, что и TMS320C1x, но обладаютболее высокой производительностью и более широкими функциональными возможностями.

Всепроцессоры семейства могут использовать по 64 Кслов памяти программ и данных, имеют 16 портовввода/вывода каждый разрядностью 16 и последовательный порт.Структура микропроцессора TMS320C2x приведена на рис. 3.Рис. 3. Структура микропроцессора TMS320C2xПроцессоры семейства TMS320C2x используют внешний контроллер прямого доступа в память(ПДП). Умножитель микропроцессоров помимо операций умножения позволяет выполнять за одинтакт возведение в квадрат. В процессоры включена аппаратная поддержка кратного выполнениякоманды, реализован режим двоичной инверсно-косвенной адресации, предназначенный дляэффективной реализации быстрого преобразования Фурье.Основные технические характеристики процессоров второго поколения приведены в табл. 1.ВнутренняяВнешняя памятьВвод / выводТакпамятьМикропроцесс Технологтория(нс) ОЗ ПЗ ППЗ Данны Програм Последовательн ПараллельнУУУхмыйый21TMS32020NMOS200 54464К64К116x16TMS320C25CMOS100 544 4К64К64К116x16TMS320C25-50 CMOS8064К64К116x16TMS320E25CMOS100 54464К64К116x16TMS320C26CMOS10064К64К116x16544 4К15625684КТаблица 1.

Основные характеристики процессоров семейства TMS320C2Основные отличия архитектуры процессоров TMS320C2x от TMS320Clx за ключаются в следующем:••••••••••••••умножение и сохранение результатов в TMS3202x осуществляется за один командный такт;набор команд поддерживает вычисления с плавающей точкой;имеется внутреннее маскируемое постоянное запоминающее устройств (ПЗУ) программ (ROM- Read Only Memory) размером 4 Кслов для TMS320C25, или полупостоянное запоминающееустройство (ППЗУ) с ультрафиолетовым стиранием и возможностью записи новогосодержимого (EPROM -Erasable Programmable ROM) 4 Кслов для TMS320E25;выполнение программ осуществляется из памяти программ, расположенной на кристалле.Объем памяти программ - 544 слова, из которых 256 могут быть использованы как памятьданных;расширенная внешняя память имеет объем 128 Кслов (64 Кслов - память программ, 64 Кслов память данных);наличие команд блочной пересылки данных;TMS3202x содержит внешний интерфейс для организации многопроцессорных связей исредства синхронизации для доступа к разделяемой памяти;возможность организации тактов ожидания при доступе к медленной внешней памяти илимедленным периферийным устройствам;TMS3202x содержит на кристалле таймер и последовательный порт;наличие пяти (TMS32020) или восьми (TMS320C25) вспомогательных регистров испециального арифметического устройства для них;наличие аппаратного стека размером 4 слова для TMS32020 или 8 слов для TMS320C25 ивозможности программного расширения стека в памяти данных;наличие команд обработки битовых данных;наличие трех маскируемых пользователем прерываний;наличие режима прямого доступа к памяти (только для TMS320C25).Микропроцессоры семейства TMS320C5XПроцессоры следующего за TMS320C2x поколения, обеспечивая совместимость по системе команд инаследуя общие архитектурные особенности построения процессоров предыдущих поколений,отличаются от них большими функциональными возможностями, повышенной тактовой частотой,меньшим энергопотреблением.Структурная схема процессора TMS320C5x приведена на рис.