Солонина А., Улахович Д. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов (2002) (1095891), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Таким образам, лля достижения счетчикоч таймера 0 потребуется четыре цикла счетчика деления, и коэффициент нериола Ю оказывается равным ут' = тУт ттэ = 3 4 = 12. что хорошо видно на рис. 8.10. Это означает, что через каждые гУ циклов ТИ на БПУ будет выдаваться сигнал прерывания таймера, который может служить для реализации перечисленных выше функций. Сигнал прерывания через усилитель может подаваться на вывод лля управления внешней периферией, например, в качестве сигнала дискретизация АЦП. Важно атметитть что таймер работает параллельно с основной программол, не замедляя ее выполнение.
Подобные таймеры с небольшими отличиями используются в процессорах ТМБ320С54х и АПВР-21хх; в процессорах фирмы Мо!ого1а отсутствуют регистр коэффициента деления и счетчик коэффициента деления, поэтому коэффициент периола определятся только величиной, записанной в счет шк таймера. 8.4.2. Таймеры на инкремент В перспективных процессорах платфарлты ТМ8320Сб000 таймеры построены на принципе инкремента (рис. 8.1!). Регистр управления таймером имеет то же назначение, что н в уже описанном варианте таймера. Регистр периода таймера (32-разрялный) предназначен для записи коэффициента счета ту циклов источника тактовой частоты; этот коэффициент управляет частотой сигнала прерывания по таймеру, равной ггн //К Регистр счетчика таймера (32-разрялный) является инкрелтентпруемым счетчиком от 0 до Аг. Для инициализации таймера необходимо: 1. установить таймер в состояние сброса илн блокировки (после сброса процессора регистры таймера всегда находятся в состоянии блокировки).
2. Записать требуемую величину гУ в регистр периода. 3. Определить источник ТИ; он может быть внешним нли внутреннгпь Тактовые импульсы от внешнего источника поступают через контакт ' вход"; вггутренннм источником ТИ являются илтпульсы, поступающие от БПУ с частотой, равной четверти частоты ТИ центрального процессорного устройства. 4. Запать режим работы таймера: импульсный нли генератора ТИ. 5. Установить длительность импульса, если работа осуществляется в импульсном режиме.
6. Запустить таймер сигналами "старт" н "снятие блокировки". рис. В. З З. Обобщенная структурная схема таймера на ннкремент Илгпульсы тактовой частоты, пройля логику упраачсння ТИ, через схелту и, на второй вход кото)юй полается спгг~ал "удержания" ("снятия блокировки") от регистра управления, поступают на находящийся в иулевол~ состоянии регистр счетчика, который начинает инкрементировать. Как только его содержнлтое станет равным содсржимолту регистра периода Лт, устройство сравиегпттг вылает сигнал, по которому: 1. Регистр счетчика сбрасывается в ааль на очередном тактоволт импульсе. 'рава В. Периферийные устройства ЗОг ЗОЗ т гти'А( (8.3) 1 период источника ТИ $ $ '! / Сброс 1,'г О О О!1 счетчика О О 0 О,' 1 1 1 Релкстр Период таймера Период таймера еркод = 2 Период = 2 В тактовых импульсов Сигнал прерывания 1 период источника ТИ + — й1 2 периода источника тИ Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов 2.
Генератор импульсов формирует сигнал прерывания таймера. 3. Начинается новый цикл счета. Следует заметить, что нулевая комбинация в рег11стре счетчика является на чальным его состоянием, а 1У вЂ” конечным, поэтому, несмотря на то что счетчик считает от О до Аг, его период равен /Ч. Например, пусть в регистр периода записано число 2 и тактовые импульсы следу1от с частотой /ги =/цпу/4„равной четверти частоты ти центрального процессорного устройства.
Тогда после старта регистр счетчика будет выдавать последогк1- тельность, отображенную на рис. 8.12. Таким образол1, на выходе устройства сравнения сигнал прерывания будет Формироваться через каждые 8 импульсов, подаваемых из логики управления ТИ. Рис. 8.12. Формирование таймером сигналов прерывании Импульсный режим В импульсном режиме можно устанавливать длительность импульса, равную одному или двум периодал1 ТИ (рис.
8.13). Это производится с целью обес- печения минимальной длительности импульса, котла предусматривается управление со стороны таймера внешним устройством (например, АИП) через контакт "выход". Период таймера Рис. 8. 18. Работа таймера в импульсном Режиме ежим генератора ТИ В этом слУчае формируется последовательность импульсов высокого и низкого уровней (рис. 8.14) олинаковой длительности т (типа "меандр"), равной периоду таймера Р"о 814 Работат равр жи, ынератоР,ТИ 8.5. Синхронизация портов Под синхронизпцие11 понимают процесс, обеспечивающий временное согласование работы передаю1цего и принимающего устройств с целью сохрансния временных соотношений между элсмснтал1и перелаваемых и принимаемых данных. С точки зрения синхронизации порты разделяют на синхронные и асинхронные.
Синхронными называют порты, в которых длительности всех элементов сигнала строго фиксированы и олинаковы для всех символов (либо находятся в Простых кратных соотношениях), а также известен момент начала приема данного элемента. Элементом сигнала в нашем случае является бит, поэтому можно говорить о ллительности бита, что часго встречается в описашшх и Руководствах. Символами являются лоп1ческие "1" и "О". 4еинхронныии называют порты, в которых данные перелаются/принимаются с Различной скоростью и момент начала приема конкретного элемента (сяова) пе определен. длина элемента (слова) зависит ог его конфигурации.
Асинхронные порты применяются в асинхронных системах телекоммуникации, тле множество источников данных независимо друг от друга и в неопределенное время передают индивидуальные сообщения одному или нескольким получателям. Индивидуальные сообщения источников объеди"яются в групповой сигнал, который передается ио каналу связи и затем Разделяется по соответствующим приемникам.
Подобные системы называют Разделимыми. В разделимых асинхронных системах и1шивнлуальныс данные могут быть синхронными, но в сул1ыа(зпол1 групповом сигнале начала элементов инлпвплуачы1ых сигналов не совпадают. Асинхронные адресные длгпрнгмы и процессоры цифровой обработки сигнвлоз системы представляют собой разделимые системы, в которых сообщение передаваемое конкретному адресату (приемнику), характеризуется свое(; реализацией си ~ нала.
Наглядным примером асинх)юнной передачи данных является работа опера тора на клавиатуре РС. Далее отдельно рассматривается синхронизация последовательных синх)юи. ных и асинхронных портов. 8.5.1. Генераторы тактовых частот Синхронизация работы отлельных устройств п1юцессора, включая устропства ввода/вывода, обеспечивается спнхронпзпрующими сигналами (СИ) Синхросигнал (рис. 8.15) представляет собой последовательность прямоугольных импульсов длительностью тси с частотой следования )ли (периодом Уси = 1))си). Синхронизация может осуществляться как по возрастающему (переднему), так и падающему (заднему) фронту сипхроимпульса. Возрастающий фронт (передний) Падающий фронт (задний) Т,„ Рис.
8. 18. Синхоонизиоующие (тактовые) импульсы В процессоре действует система синхросигналов разной частоты, формируемая генерптпрпзг тактовых чпстат (ГГЧ), или тпктппыч геггерпнгарпзг. и синтезатором частот (рис. 8.!6). Наивысшая частота синхронизации, вырабатываел~ая ГТЧ, называется тактовой)ггн, а импульсы — такт«вы,нн нзы «рльсаии (ТИ). Периол ТИ определяет время, за которое процессор выполняет простейшую операцию (гзс рпзд.
!.6. 1). Все остальные частоть1 являются производными от тактовой шстоты. Современные процессоры характеризуются широким диапазоном тактовых частот (си. разд. 67), зависящих от назначения процессора, областей его применения и технологии производства. Напомним, что тактовая частота совместно с архитектурой процессора определяет лраиэааднтеялнасть, выражаемую в М!РЗ для про цессоров с ФТ и в МР) ОР8 для процессоров с ПТ (гзь рпзд.
/.7) Количество М!Рб (Р ОРИ) может как совпадать. так и не совпадать с тактовой частотой (МГп). Если производительность равна тактовой частоте, то говорят, что процессор имеет 1Х-генерагор; когла талтовая частота в К раз пре вышает производительность, говорят, гго процессор имеет КХ-генератор лава 8.
Периферийные устройства Примерами процессоров, имеющих 1Х-генератор, является семейство т)ВР5630х с тактовыми частотамн 66780/100 МГц и производительностью 66/80/100 М! Рб соответственно, процессоры ТМ8320С24х с тактовой частой 0 МГц и произволительностью 20 М(Р8. Принцип работы ГТЧ с ФАПЧ 'Гактовый генератор (рис. 8.16) строится на основе фпзааай пят«подстройки частоты ГФАПЧ), именуемой в ащлийской литературе как РЕ).
(Рпазе)„оскед 1оор). Задающим генератором может быль как внутренний. так и внешний источник — кварцевый генератор. Генератор тактовой частоты включает а себя: 0 систему ФАПЧ; 0 делитель частоты; 0 таймер; 0 регистр управления и режимов. Тактовый генератор может работать в одном из двух режимов: 0 в режиме ФАПЧ; 0 в режиме пониженного потребления мощности; Режим ФАПЧ Система ФАПЧ состоит из: 0 фазового летектора (ФД); 0 генератора, управляемого напряжениел1 (ГУН); 0 умножителя частоты.
В системе ФАПЧ используется интегральная зависимость между фазой и частотой колебаний. ФАПЧ устраняет фазовый сдвиг между сигналами задакпцего генератора (ЗГ) и сигналами тактовой частоты ГГЧ. Область начальных расстроск, в пределах которой ФАПЧ входит в режим автополстройки, называется «а«асан захвата; процесс вхождения в режим автоподстройки называется захаатаы. Захватив частоту задающего генератора, ФАПЧ удерживает се с лопустимой погрешностью в области частот, называемой «аюсай удерзкпггия.
Работой ФАПЧ управляет регистр режимов, в который программно загружаются: 0 козффшшспт умножения; 0 коэффициент деления; 0 козффиписнг счета тайл~ера. :Глава Я. Периферийные устройства Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов 307 ФАПЧ обеспечивает формирование высокой тактовой частоты при низко- частотном ЗГ. Например, процессоры ПБР56К генерируют тактовую частоту 40 МГц от внешнего кварцевого ЗГ, имсюпгего частоту 1О кГц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
