Солонина А., Улахович Д. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов (2002) (1095891), страница 76
Текст из файла (страница 76)
П Тактовая частота работы процессора и связанное с ней время командного цикла (цикла ЦпУ) как прав>ь>о, при оппсашсях процессоров обычно указывается внешняя тактовая часто>а. подаваемая на процессор. Опа может отличаться ог внутренней частоты работы из-за наличия системы деления или умножения частоты (систслгы Р( 1-). Для последних процессоров. в которых внешняя частота может изменяться в >пнроких прелслах, чаше указывают внутреннюю частоту работы процессора. Время командного цикла связано с внутренней частотой работы процессора.
Оно опрелелсно в уазд. 223. Так как отдельная операция в процессоре может выполняться как за несколько ггпк»ов. так и за один, вречя командного цикла является самой неошюзначной характеристикой быстродействия п1>опсссар. К тому же, в некоторых процессорах используется параллельное выполнение команд и параллельная работа нескольких операционных молу»ей. Поэтому время ~гнкла полностью не характеризует реалыю вьп>олняемую процессором работу.
Тактовая частота работы процессоров фпрчы Т1 отражается в пх маркировке (г.и. >>рнгпжеине 4). П Количество ми>ьзитюв комагьз, выполняемых за секуцлу М)РБ (М>йюп щцп>сйопз рег зесопй). В ЦПОС испаяьзуютси 1х>зл>>ЧНЫе КОМапды, в том числе комбинированные, в соответствии с которылн> одновременно выполняется несколько операций. Кроче того, существу>От ПРОЦЕссОРЫ с несколькими ЛЛУ, в которых применяются ллппныс кол>анлы, а так жс процессоры с архитектурой ЧЬ1>У Гст.
разд. 24). Таким образом, очной команде в разных процессорах соответствует различная выполняелгая работа, Поэтому характеристика М!РБ ~>еодпозначно опрелсляег быстродействие процессора. П Количество миллионов операций за секу>пг» МОРЯ (Мййог>з орегапопз рег зесопс1). Эта характеристика более ощ>означно, по сравнению с другими, характеризует быстродействие, т. к. учитывает выполнение параллельных команл и олноврсмснную рабгпу нссколькнл операционных модулей.
Олнако нет стандартного определения операции. Иногда к выполняелгым операцпяч относят и выборки команд. н запись в пзл>ять полученных результатов. П Количество мизлиояов операций с цлавающей точкой за секуяду МРЬОРВ (МП1юва о( Поайпд-ропп орстагюцх рсг зесопг!). Эта характеристика используется в процессорах с плавающей точкой. К ней относится все сказанное относительно МОРУн П Количество операций МЛС в ел>>лги>гу времени (гм. г.твр 2).
Возможпьш путь опрелеления г>роизволптельцосгп состоит в выборе елппой простой операции для целей сравнения. ))чя прикладных программ ЦОС естественным является выбор опсгх>ц>п> ул>ножсппя/накопления МЛС, которая является основной лля вл>оригчов ЦОС. Олпако в указанных алгоритмах применяются и лругис операции помимо этой. П Объем н разцовидтюсти внутрен>>ей памяти (КОМ, ОТР КОМ, ВЛМ, Наай, кэш).
Эти характсристнлн определяют лито>з>е параметры и возможности разрабатываемой системы. Наличие насыти гппа )г0.11 (ПЗУ, про>раммнруемого прн изготовлении процессора) позволяет заказывать ЦПОС с записанной про>раммой работы спстсчы. Такой взрш>пг использопа>ия ЦПОС экономически оправдан прн крупноссрийном про~>зводстве. Память типа ОГР ЙО14 (Опе Тппс Ргойгапшю(йс КОМ.
очно- кратно программируемое ПЗУ) позволяет л>озелиров»ть н тестировать систему при отработке программного обеспечения. а также изготавливать елиннчные и мслкосерийныс образны. Память гцпа гупг1> !21!. !411 позволяет пеознократпо перезаписывать прогрзчму и дшп>ыс в процессоре, в том числе н на "рабочслг месте", т. е. непосрсэствспио нз пзгото>шейной плате системы. Объем н разновидности памяти пшз )>1.11 опредехяк» возможности построения системы без пспользовашя внешней пзмягп, как дяя хранения данных, так и загружаемой прогрзс>мы (тш.
разд. 2б и 9.5). ))остоинства и работа кэп>-памяпг рассматривались в ра>д. 2 б.З. Тнп технологии н разновидности используемой г>~>утренней пзчятп процессоров фирмы Т! отражаются в нх маркировке (си. лрт>ли»ген>тт 4Л П Объем адресного пространства памяти опрелслястся разря.п>остью >пины алреса (единой лля внсшиеи палотти) и харллтеризуег возлгожны(> общий объем памяти, используемой в системе. П Воо( Ьоайег. Начальный загрузчик выполняемой прогрзчмы >к> вн) греннюю память (слн разд. 9.5). П Количество и разновидности портов гюслеловательпого ввоза информации определяют возможности системы с точки зрсппя свя>п с различи>*>чп внешними устройствами (гзл глпау б).
П Вцутренняе пернфернйцые устройства Используемые в ЦПОС псрнф"- рийные устройства расслютрены в г.тве 8 Следует о>чстнть. что в процессорах существуют периферийные сстройствз. которые >словит> можно разделить па >кп>рат)гтпаа общего иртмтеигпи» (гнпа таймеров) и»рой>гянипуиентирпванные угтрпистпи (ЛЦП, колскн, колшрессоры, сопроцессоры и т. д.). Последние облегчают построение спецпзлнзпровшп>ых цифровых систел> ппю обработки звука н г. л.
П Наличие и количество навалов ))й!Л (0!тес( Меюоп Лсселя). Прячой доступ к пзчяти (гм. ггаву Э позволяет обпюгься с внспшпчн устройствами. в том числе запнсьпють отсчеты вхощггно снпщхв (вывод>гть полсчепныс отсчсть> выхоцюго сигнала) без нейшн,ювапня ресурсов и затрат вречс- Глава 11. Разновидности и характеристики Ц/70С 416 Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов 417 ни ЦПУ. Это очень эффективная особенность, облегчаюшая построение высокощюизводительных систель П Напряжение питания, потребляемый твк. Характеристики процессора, особенно важные при построении переносимых систем с батарейным питанием.
С этими характеристиками связан такой показатель, как потребляемая мощность. Слелует отметить. что потребляемая л1ащнОСть сущЕстВЕННо зависит от выполняемой программы и, как правило, не приводится. Многие праизнолители предлагают ннзконольтавые (3,3 В, 2,5 В илн 1,8 В) версии процессоров, которые потребляют гораздо меньше мощности, чем пятивольтовые эквиваленты при той же производительности. Процессор может работать в различных режимах, н том числе н режил~е ожидания (1д!е), при нахождении в котором ряд внутренних молулей отключается и нс потребляет энергии.
Поэтому потребляемый ток иногда приводят для различных режимов работы. Многие современные процессоры с пониженным напряжением питания используют различное напряжение для ЦПУ и периферийных устройств. Например, процессор фирмы А0! А08Р-218бМ использует 2,5 В для питания ядра (ЦПУ) и 3,3 В лля устройств ввода/вывода, Некоторые ЦПОС позволяют программно отключать неиспользуемые периферийные устройства. Напряжение питания и потребляемая мощность процессоров фирмы Т1, а также А01 отражаются в их маркировке (сч.
приюженве 4). (:3 !ломбииирвваниые относительные показатели типа "мвщнвсть/твк/быстродействие". Естественным свойством любых электронных устройств, в том числе и ЦПОС, является повышение потребления лташнасти при увеличении быстродействия. Поэтому многие фирмы в качестве показателя эффективности процессора используют удельные относительные показатели потребления энергии или тока, отнесенные к некоторой единице быстродействия, например показатель пза/М(Р8 применяется для характеристики процессорон ТМ5320 и А05Р. Иногда в такие удельные показатели включают и стоимость процессора. (:3 Наличие различных средств и информационных ресурсов сопровождения разработки. Вилы сопровождения разработки цифроной системы на конкретном процессоре могут быть салтые разнообразные.
К ним люжно отнести: ° наличие н состав накетов программного обеспечения разработки (сч. главу 9); ° наличие и состав средств отладки систем, в тол~ числе визуальных средств (си. главу 7% в наличие и доступность документации, информационная поддержка, в тол~ числе и через 1щегпец ° существование библиотек стандартных программ и математических функций (см. главу 9); ° наличие совместимых с процессором устройств преобразования данных АЦП и ЦАП, а также устройств поддержки энергопотребления (стабилпзаторы, контроллеры питания и т.
д.). пол1илто рассмотренных выше, есть также другие характеристики ЦПОС, которые необходимо учитывать при разработке цифровой системы обработки сигналов. К ним можно, например, отнести допустимый температурный диапазон работы, тип корпуса. Выбор процессора лля конкретной разработки целиком опрелеляется назначенном разрабатываемой системы. Дяя недорогих устройств типа мобильных телефонов, дисководов, игровых приставок, которые выпускаются н большом количестве, стоимость, сравнительная простота и потребляемая мощность являются определяющими.
Сложность и стоимость разработки полобной системы играют меньшую роль. При обработке болыцих объемов данных по сложным алгоритмам (например, обработка звука, сейсмические исследования) определяюшими являются другие характеристики — эффективность процессора, простота разработки, возможность построения лтногопрацессорной системы. 11.2. Сравнение производительности процессоров Как отмечено в разд. )т'.т', стандартные характеристики ЦПОС типа "тактовая частота работы процессора", М(Р5, МОРЯ, МАС далеко пе олназпачно оценивают ега быстродействие. Наиболее правильным подходом к оценке быстродействия является использование набора тестовых программ, реализующих стандартныс алгоритмы ЦОС (см.
"С)тоодпй а 05Р Ргосеззот", с!заазе 2000.рдт"„Ь1(р://ттттзт.йд(йсов), и оценка времени их выполнения различными ЦПОС. Такой подхол использовала компания Ветйе!еу Оеяйбп Тес!зпо!ойу, !пс (ВОТ!) — см. "Пте ВОТ!глагй2000: А Меаяие о( 0БР Ехеснцоп Бреед", ВОТЬпагй2000.рдГ И(р://иъттт.йдй.свв. В0Т! специализируется на анализе„эталонном тестя)юнании, оценке н развитии новых технологий и микропроцессоров, разрабатывает приклалные программы ЦОС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
