Солонина А., Улахович Д. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов (2002) (1095891), страница 56
Текст из файла (страница 56)
ФАПЧ при использовании низкочастотного ЗГ позволяет: л Ь ~- а к С .О\о ва и йО6 в с и х я о и о ы а. и и о С) сократить электромагнитные помехи от высокочастотных переюпочснщ1; (3 понизить потребляемую процессором мощность: (3 использовать практически любой доступный внешний системный ЗГ; (З сократить (вплоть до полного устранения) фазовый сленг межлу внешним источником и ГГЧ; (3 программировать тактовую частоту с помощью собственного умножитсля частоты. Б т в 3 б и г Сигнал на ФД подается либо от внешнего источника непосредственно, либо от внутреннего источника через лелитель па 2. Выбор источника определяется программно в регистре управления и режимов. В этом же регистре устанавливается коэффициент умножения частоты Ктиа.
который может быть как меньше 1 (то есть фактически осуществляется деление частоты источника), так и существенно превышать ее (например, в процессоре ТМо320С549 коэффициент умножения может принимать значения от 0,25 до !5, а в процессорах фирмы Мо(ого1а оп может достигать 4096). Слслует иметь в виду, что выбор ЗГ зависит от требуемой тактовой частоты 1гги и опрелеляется расчетом его частоты Язг по формуле Узг =гти/Кт (8.4) Если К на = 1, тактовая частота и частота ЗГ совпадают. Фазовый летектор выявляет разность фаз между сигналом источника и сигналом тактовой частоты.
Если разность фаз превышает лопустимую погрешность, ФД выдаст на ГУН сигнал на увеличение (+) или уменьшение ( — ) фазы, т. е. ФАПЧ переходит в режим захвата, если перед этим произошла рассинхронизация с источником Если захват частоты источника произошел, то ФАПЧ переходит в режим улержания частоты. Частота на выходе ФАПЧ определяется соотношением КФАПЧ УЗГ Ктии* (И.5) где Узг — частота ЗГ, К„„— коэФФициента умножения. Делитель частоты )гФлпч формирует тактовую частоту ттн УТИ гФЛПЧт Кыл. (8.6) Если К= 1, тактовая частота и частота ФАПЧ совпадают.
Вся сетка частот синхронизации вырабатывается синтезатором частот. Поскольку лелитель частоты находится вне замкнутого контура ФАПЧ, изменения коэффициента деления не привсдуг к выходу ФАПЧ из режима удержания. что очень важно лля обеспечения рсжимов пониженного потРебления мощности.
Алгоритмы и процессоры цифравай обработки сигналов Глава а периферийные устройства Режимы пониженного потребления мощности Большая часть мощности в процессоре потребляется во время переключе ний цепи из одного логического состояния в другое и прн высокой производительности расход энергии может стать препятствием как для использования одиночного процессора, так и лля создания многопроцессорных устройств, когда несколько процессоров размещается в небольшом объеме и требуется организация сложной системы теплоотвода.
Особо критичны к потреблени(о мощности мобильные телекоммуникационные системы, их(еюшие батарейное питание. Для снижения потребляемой мощности необходимо, с олной стороны, свести до минимума время активной работы процессора, и, с другой стороны, найти такой режим. в котором при активной работе пе превышастся лопустиктое потребление лющности. Существенная экономия энергии достигается в трех режимах понижепнои1 потребления мощности, часто называемых "спящими режимами". Эти режимы устанавливаются программно и управляются логикой снижения мощности и таймером генератора (см.
рис. 8.16): П режим 1 — откл(очается подача СИ на ЦПУ, за исключением логики прерывания ((ПУ; выход из режима осуществляется по внутреннему плл внешнему си~паду управления илн Кезе(: П режии 2 — прекращается вывод всех СИ устройства процессора, происходит полная остановка кристалла; ФАПЧ остается в рабочем состоянии и удерживает частоту источника; содержимое всех регистров и памяти данных сохраняется; выход из режима только по Кеве(; работа процессора восстанавливается быстро, поскольку ФАПЧ не отключена; О режци 3 — отключаегся ФАПЧ и прекращается генерирование всех сигналов синхронизации; содержпл(ое всех регистров и памяти данных сохраняется; выход из режима только по Кеве(; лля восстановления работы процессора требуется время с целью перезахвата частоты источника, как при включении. Тайл(ер прелставляет собой счетчик па инкремент, работающий на частоте 1/1б частоты источника.
Он исполняет роль блокирующего устройства. обеспечивая автоматическую задержку генерирования свнхросигналов прп переключении процессора пз "спящего режима" в режим ФАПЧ. Время задержки зависит от величины коэффициента счета таймера Кт = 0-255, загруженного в таймер из регистра режимов, и составляет от 0 ло 255х16 периодов частоты источника. Переключение из режима ФАПЧ в олин из "сиял(их режилюв" происходит после ко(ютко переходного процесса, дзя чего таймер пе требуется 8.5 2.
Синхронизация синхронных последовательных портов 3 зависимости от временного отрезка, ~(а кото(юм осущестщзяется синхронизация, выделяют кчакглвеую и клдропую синхронизации. Тактовая синхронизация Тактовая синхронизация (рис. 8.17) является характерным признаком синхронных систем и служит основой лля кадровой синхронизации. Опа осуществляется на временном отрезке, равном длительности одного бтпа (элемента), продолжительность которого, в свою очередь.
равна одному периоду тактового импульса ТИ. Цель тактовой синхронизации состоит в олредевелпк момеклте наплел лрпеглп зяежентт>лрт(щ) логыткц (б(лла). Обычно тактовая синхронизация осушсствляется на возрастающем фронте ТИ (рис. 8.17, а). Если сигналы тактовой синхронизации ТИ лля передачи и приема не разделены, сипхронизашел передачи осуществляется по возрастающему фронту, а приема — по падающему (рис. 8.17, б). Поскольку ллительпость фронта мала, в лальнейтшелт фронт тактового импульса будем изображать вертикальной линией. всзрвствющий Фронт Падающий фронт Импульсы твктовои синхронизации (ТИ) Передача (передача/прием) Злвмвмтврнвя посылка (бит) Рис.
8.17. Тактовая синхронизация: а — нв возрастающем фронте ТИ, б — нв падающем фронте ТИ Кадровая синхронизация ттддрат1 называется кодовая комбинация заданной (юзрялности. Пример калра был приведен прп рассмотрении вокодеров (ги ставр )) длителы(ость кадра тк определяется количеством битов )у и длительностью каждого бита ьзхт (8 7) тк )у' Гбят" ' Клава В. Периферийные устройства 311 310 Тактовые импупьсь« Сигнал кадровой синхРонизации (СКС) Данные 8-разрядное слово 8-разрядное слово данных данных 8 битов 8 битов Тактовые импульсы Сигнал кадровой синхронизации (СКС) кадр синхронизации Интервал нввк«ивмсстя .) 8-разрядное слово данных О«гЗ45 Данные Тактовые импупьсы К синя низа яи Сигнал кадровой синхронизация (СКС) Два слова данных Второй сегмент Первый сегмент ТактОВЫЕ ИМПУльсы Сигнал кадровой синхронизации (С КС) Поток данных 1 О 1 3 4 5 5 7 О 1 3 4 5 6 «гз4 Рмс.
8.18. Кадровая синхронизация Алгоритмы и процессоры ц«зфровой обработки сигналов Простейшим примерол«кадра является В-разрядное слово (байт). Синхронизация, осушсствляемая па врел«сипом отрсзке. равном длительности кш(ри. называется кадровой. Последовательные си««хронные порты поддерживают разнообразную длину слон передаваемых данных, а поточу и разнообразпук« длительность кадров причел« н обшем случае длина слова данных и л«и«на кадра нс сонпадахп Наиболее часто встречаются 8- и 1б-разрядные слова, но большинство процессоров поддерживает и другие ллины слов (табл. 8.3).
Таблица В 3. Слова данных, поддерживаемые синхронными портами Восьмиразрялные слова данных обычно применяются в телефонных системах, 16-разрядные слова — в цифровых стереоаудиосистемах (по одному байту на каждый из стереоканалов). В дальнейшем для удобства изложения используются калры, соответствуюшие 8-разрядному слову, если не рассматривается другой вариант. Цель кадровой синхронизации состоит н определена««первого заел|енто кадра, для чего формируется сигнал кадровой синхронизации (СКС), который может иметь длительность одного элемента, или бита (рнс. 8.18, а), либо охвать««гать весь синхронизируемьш кадр (рис. 8.18, 6).
В первом случае СКС может предшествовать первому (то есть нулевому) элементу (биту) калра, совпадая с последним элементом (битом) предыдущего кадра (это показано на рис. 8.!8, а сплошными линиями) или передаваться одновременно с первым элементом кадра (это показано на рис. 8.18, а пунктирными линиями, поскольку такой вариант используется редко). Во втором случае (см. рис. 8.18, б) сигнал калроной синхронизации имеет длительность одного кадра. Как уже было сказано и как видно из табл. 8.3. кадр может состоять «из нескольких слов. Простейший пример такого нарна«па изображен на рис.
8.19. где кадр состоит из лнух 8-разрядных слов. В этом случае внутри одного кадра каждому слову отводится свое место, которос пазынаегся врсменныл« сегментол«, или просто сегментам. Кадровая синхронизация осушестнляется по первому сегменту и сочетается с внутрикадровой синхронизацией. Вес сегменты внутри кадра передаются без перерыва, н то время как между кадрами люгут быть паузы. Пауза между соседними кадрами называется пнтераавьм непктааногта (см. рпс, 8.18, о). Чсл«л«спьшс интервал неактивности, тем чаше передаются кадры, в связи с «ем вводится понятие кадрово«1 ЧаСтатм «Кз„р, КОтОРаЯ ОПРЕДЕЛЯСГСЯ ПЕРИОДОЛ« МЕЖДУ СПГНадачн КаДРОВОй .синхронизации .«ти Уккяр (8.8) тп где /ти — частота тактовой синхронизации; дти — количество ТИ мсжлу сигналами кадровой синхронизации.
-ь)-(4- период ти = длительность одного бита в Первый кадр Второй кадр ' т етий кнд « « 1 О 1 2 3 45 5 2 0 1 23 4561 О 1 2345 « « « Первый б 1 О 1 г З 4 5 5 1 О 1 г з 4 5 в 1 О 1 г З 4 5 Данные Лава 8. Периферийные устройства 312 313 6 битов 6 битов хронизацня данных нх.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
