neironne_seti_i_neirokompjuter (1085713), страница 22
Текст из файла (страница 22)
ПЦОСподсерии TMS320C54xx оптимизированы по быстродействию (до 200 MIPS)и минимальному энергопотреблению (до 32 mA/MIPS). При этом массовоеиспользование технологии 0,18 мкм позволило снизить стоимость отдельныхПЦОС данной подсерии до 5 $ при производительности 100 MIPS.Производительностьпрограммно-совместимых ПЦОСсерии TMS320C6000многопроцессорные64х с1 ГГцдоступные изделияна начало 2002 г.разрабатываемыемодели64x6414намечаемыемодели6416641562x6203620162026701с плавающей точкой62046211671167x6205Времявыпуска6712Рис. 4.6.
Высокопроизводительные ПЦОС серии TMS320C6000121PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comПЦОС серии TMS320С6000Данные ПЦОС характеризуются максимальной производительностьюдля применений, требующих предельных скоростей вычислений как сфиксированной, так и с плавающей точкой. Обе подсерии, TMS320C62x –ПЦОС с фиксированной точкой ибыстродействием 1600 MIPS иTMS320C67x – ПЦОС с плавающей точкой и производительностью от 1GFLOPS, программно совместимы.Типовые области применений ПЦОС серии TMS320С6000 [16, 17] –многоканальные модемы, базовые станции, устройства обработкиизображений и др.
ПЦОС серии отличает относительно высокаяпроизводительность и стоимость (рис. 4.6).Высокая производительность достигается за счет внедренияпараллельной архитектуры VelociTI, реализованной на основе технологииVLIW (“Very Long Instruction Word” или «очень длинного командногослова»), а также за счет применения ряда других аппаратных решений исредств разработки.По оценкам специалистов, применение данной архитектуры в будущемпозволит, при сохранении совместимости по командам, достичь рубежей8000 MIPS для ПЦОС с фиксированной точкой и 3 GFLOPS для ПЦОС сплавающей.Ожидается также существенное удешевление ПЦОС данной серии какза счет общего снижения стоимости устройств при совершенствованиитехнологии, так и за счет выпуска новых моделей ПЦОС.Изготовляются и широко применяются следующие три разновидностиПЦОС серии TMS320C6000 (табл.
4.5):§ подсерия ПЦОС TMS320C62x – устройства с фиксированной точкой ипроизводительностью от 1200 до 2400 MIPS;Таблица 4.5. Производительность подсерий ПЦОС TMS320C6000ПроизводительностьПодсерииTMS320C6000Тактоваячастота,МГцMIPS/MFLOPSMMAC(16-разрядныеслова)MMAC(8-разрядныеслова)TMS320C62x150-3001200-2400 MIPS300-600300-600TMS320C64x400-6003200-4800 MIPS1600-24003200-4800TMS320C67x100-225600-1350 MFLOPS200-550200-550122PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com§ подсерия ПЦОС TMS320C64x – устройства с фиксированной точкой ипроизводительностью от 3200 до 4800 MIPS. Данные ПЦОС являютсянаиболее скоростными (табл.
4.5) и предназначены как для широкогоприменения (TMS320C6414), так и для использования вмультимедийных(TMS320C6415)ителекоммуникационных(TMS320C6416) приложениях;§ подсерия ПЦОС TMS320C67x – устройства с плавающей точкой ипроизводительностью от 600 до 1350 MFLOPS.Оценка продолжительности выполнения популярных алгоритмов всистемах на основе ПЦОС серии TMS320C6000 приведена в табл. 4.6.При проектировании ПЦОС серии TMS320C6000 особое вниманиеизготовителя уделялось снижению времени, которое понадобитсяпользователю для разработки и выпуска конечных систем. Сокращению этихсроков способствует свойство совместимости устройства с фиксированнойточкой с соответствующим устройством с плавающей точкой.ПЦОС TMS320C67х имеют совместимость по командам и по выводаммикросхем с соответствующими ПЦОС TMS320С62х, что позволяетразработчику быстро выполнять прототипы, используя плавающую точку, илегко переходить к ПЦОС с фиксированной точкой для снижения стоимостиизделия при производстве.
То есть вначале разработчик может взять заоснову ПЦОС с плавающей точкой, отработать все элементы устройства,определить оптимальные алгоритмы обработки данных. При этом большиезапасы по производительности и по точности вычислений позволяютзаниматься именно алгоритмами, а не экономией ресурсов. После, когда всепараметры определены, наступает этап оптимизации системы с учетомнаработанных решений и перевод ее на более дешевый ПЦОС сфиксированной точкой.Таблица 4.6. Оценка продолжительности выполнения популярных алгоритмовПодсерииTMS320C6000Быстрое преобразованиеФурье (FFT)Фильтрация сигналов(Digital Filtering)комплексный спектр,длительность N = 1024, Radix 4фильтр c КИХ, число выходныхточек M = 100 (64 – для TMS320C67x)тактов процессорамкстактов процессорамксTMS320C62x1322866,0641023,0TMS320C64x600212,010192,0TMS320C67x18055108,3221613,3123PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comДанныйподход,предопределилпереходотаппаратноориентированной среды разработки к программным моделям, что делаетпроцесс разработки более быстрым, дешевым и простым.Изготовитель также производит широкий ассортимент аналоговых ианалого-цифровых устройств, ориентированных на применение совместно сПЦОС серии TMS320С6000.ПЦОС всех трех серий могут комплектоваться современнымисредствами разработки и отладки программ, объединенных единымпользовательским интерфейсом на базе программных средств Code Explorerи Code Composer Studio [16, 17].ПЦОС компании Texas Instruments Inc.
разделяются на два класса: этопроцессоры для обработки чисел с фиксированной точкой и процессоры дляобработки чисел с плавающей точкой (рис. 4.5). Первый класс представлентремя семействами процессоров, базовыми моделями которых являютсясоответственно TMS320C10, TMS320C20, TMS320C50. Второй классвключает процессоры TMS320C30, TMS320C40, TMS320C80, которыеподдерживают операции с плавающей точкой и представляют собоймультипроцессорную систему, выполненную на одном кристалле, асемейство TMS320C6x включает как процессоры с фиксированной, так и сплавающей точкой.ПЦОС более поздних серий TMS320 наследуют основныеархитектурные особенности и совместимы "снизу вверх" по системе команд(чего нельзя сказать о процессорах, входящих в разные семейства).Процессоры компании Texas Instruments обладают высокоскоростнымиинтерфейсными подсистемами и поэтому их предпочтительнее использоватьдля тех задач, в которых требуется выполнение интенсивного обмена свнешними устройствами (микропроцессорные системы, различного родаконтроллеры).ПЦОС серии TMS320C80Данные ПЦОС, работающие с производительностью в 2 млрдопераций в секунду, представляют собой комбинацию из пяти процессоров,реализованных по MIMD-архитектуре.
На одном кристалле реализованыодновременно две технологии – ПЦОС и RISC, расположены одинуправляющий RISC-процессор и четыре 32-разрядных цифровыхсигнальных процессора усовершенствованной архитектуры с фиксированнойточкой (ADSP0-ADSP-3), обладающие высокой степенью конвейеризации иповышенной до 64 бит длиной слова инструкций, а это в свою очередьпозволяет описывать сразу несколько параллельно выполняемых команд.Каждый из процессоров работает независимо друг от друга и можетпрограммироваться отдельно друг от друга и выполнять различные илиодинаковыезадачи,обмениваясьданнымичерезобщуювнутрикристалльную кэш-память.124PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comСуммарная производительность TMS320C80 на регистровыхоперациях составляет 2 млрд RISC-подобных команд в секунду.
Благодарястоль высокой производительности TMS320C80 может заменить приреализации приложений более 10 высокопроизводительных ПЦОС или ЦПобщего назначения. Пропускная способность шины ПЦОС TMS320C80достигает 2,4 ГБайт/с – в потоке данных и 1,8 Гбайт/с в потоке команд.ПЦОС TMS320C80 обеспечивает высокую степень гибкости иадаптивности системы, построенной на его базе, которая достигается за счетналичия на кристалле параллельно функционирующих ПЦОС процессоров иглавного RISC-процессора.
Входящие в состав ПЦОС TMS320C80процессоры программируются независимо один от другого и могутвыполнять как разные, так и одну общую задачу.Обмен данными между процессорами осуществляется через общуювнутрикристалльную память. Доступ к разделяемой внутрикристалльнойпамяти обеспечивает матричный коммутатор, выполняющий также функцииконтроллера при обращении к одному сегменту памяти несколькимипроцессорами.Основные технические характеристики ПЦОС серии TMS320C8х:§ тактовая частота 40 или 50 МГц;§ производительность свыше 2 млрд операций в секунду;§ четыре 32-разрядных ADSP-процессора;§ 32-разрядный главный RISC-процессор с вычислителем сплавающей точкой;§ 50 Кбайт SRAM на кристалле (для TMS320C82 – 44 КБайт);§ 64-разрядныйконтроллеробменасдинамическимконфигурированием шины на обмен 64-, 32-, 16- и 8-разряднымисловами;§ режим ПДП к 64-разрядному SRAM, DRAM, SDRAM, VRAM;§ 4 ГБайтный объем адресного пространства;§ видеоконтроллер;§ 4 внешних прерывания;§ встроенные средства внутрисхемной эмуляции;§ напряжение питания 3,3 В;§ около 4000000 транзисторов на кристалле;§ 0,5/0,6 КМОП-технология;§ 305-контактный корпус PGA.Архитектура центрального процессора ПЦОС серии TMS320C8ХЦентральный процессор (ЦП) – это вычислительное устройство сRISC-архитектурой и встроенным сопроцессором для выполнения операцийс плавающей точкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
