Информация про процессоры фирмы analog devices (774991)
Текст из файла
взято с сайта кафедры 401 МАИ www.kaf401.rloc.ruМикропроцессоры компании Analog DevicesВведениеМикропроцессоры компании Analog Devices образуют два семейства: ADSP21xx и ADSP21xxx.Семейство ADSP21xx - набор однокристальных 16-разрядных микропроцессоров с общей базовойархитектурой, оптимизированной для выполнения алгоритмов цифровой обработки сигналов и другихприложений, требующих высокопроизводительных вычислений с фиксированной точкой.Микропроцессоры этого семейства на сегодняшний день насчитывают 15 представителей, которыеотличаются друг от друга, в основном, расположенными на кристалле периферийными устройствами,такими как кэшпамять, таймеры, порты и т.
п.Второе семейство микропроцессоров ADSP210xx объединяет 32-разрядные микропроцессоры,ориентированные на сигнальные алгоритмы, требующие выполнения вычислений с плавающейточкой. Семейство представлено микропроцессорами ADSP21010, ADSP21020, ADSP21060,ADSP21062, ADSP21160, ADSP-TS001.В рамках каждого семейства микропроцессоров обеспечивается совместимость снизу вверх по системекоманд. Старшие представители семейства обладают большей производительностью и содержат накристалле дополнительные функциональные блоки.В дальнейшем изложении при рассмотрении сигнальных микропроцессоров компании Analog Devicesбудем выделять общие архитектурные и конструктивные особенности каждого семейства, отмечаянаиболее существенные отличия отдельных его представителей.Микропроцессоры семейства ADSP21ххМикропроцессоры семейства ADSP21xx успешно конкурируют с аналогичной продукцией компанийMotorola и Texas Instruments благодаря высокой производительности и низкой цене, а также наличиюразвитых аппаратных и программных средств разработки прикладных систем.
Высокаяпроизводительность процессоров на сигнальных алгоритмах достигается за счетмногофункциональной и гибкой системы команд, аппаратной реализации большинства типичных длясигнальной обработки операций, высокой степени параллелизма процессов в микропроцессоре,сокращения командного цикла. Микропроцессоры ADSP21xx имеют модифицированную гарвардскуюархитектуру, в рамках которой предусматривается возможность доступа в память команд при еефизическом разделении с памятью данных.
Аналогичную архитектуру, ставшую для процессоровЦОС стандартом де-факто, имеют многие другие процессоры, в том числе и TMS320xxx. Обобщеннаяструктура микропроцессора ADSP21xx приведена на рис. 1.1Рис. 1. Обобщенная структура микропроцессора ADSP21xxКаждый микропроцессор семейства содержит три независимых функциональных блока: АЛУ,умножитель с накоплением (MAC) и устройство барабанного сдвига.
Каждый блок непосредственнооперирует с 16-разрядными данными и обеспечивает аппаратную поддержку вычислений с различнойточностью.Микропроцессор содержит генератор адресов команд и два генератора адресов данных,обеспечивающие адресацию к данным и командам, расположенным как во внутренней, так и вовнешней памяти. Параллельное функционирование генераторов сокращает длительность выполнениякоманды, позволяя за один такт выбирать из памяти команду и два операнда.Последовательные порты обеспечивают интерфейс с большинством стандартных последовательныхустройств, а также с аппаратными средствами сжатия/восстановления данных, использующими А- иµ-законы компандирования.Порт интерфейса с хост-процессором позволяет без дополнительных интерфейсных схемвзаимодействовать с хост-процессором системы, в качестве которого может использоваться какпроцессор данного семейства, так и другой микропроцессор.Микропроцессор ADSP-21msp5x отличается наличием аналогового интерфейса, позволяющеговводить и выводить обрабатываемый сигнал в аналоговой форме.
В состав интерфейсных блоковвходят АЦП, ЦАП, цифровой и аналоговый фильтры, параллельный интерфейс.Микропроцессор ADSP-2181 содержит внутренний порт ПДП и байтовый порт ПДП, которыеобеспечивают быстрый обмен с внутренней памятью. Внутренний порт ПДП поддерживаетасинхронный обмен с памятью программ, а байтовый порт позволяет записывать и читать каккоманды, так и данные.2Микропроцессоры компании Analog Devices отличает высокая степень параллелизма внутреннихопераций.
За один такт процессор может:•••••генерировать адрес следующей команды;загрузить из памяти следующую команду;выполнить 1 или 2 пересылки данных;обновить 1 или 2 указателя на данные;выполнить операцию.Микропроцессор, имеющий соответствующее устройство, может в этом же такте:•••принять и/или передать данные через последовательные порты;принять и/или передать данные хост-процессору;принять и/или передать данные через аналоговый интерфейс.Основные характеристики микропроцессоров семейства ADSP-21xx приведены в табл. 1Таблица 1.
Основные характеристики микропроцессоров семейства 21ххВозможности2101 2103 2105 2115 2111 2171 2173 2181 2183 21msp58АЛУ++++++++++Блок MAC++++++++++Сдвиг++++++++++Генератор адресов данных++++++++++Генератор адресов команд++++++++++ОЗУ данных, Кслов110,50,512216162ОЗУ команд, Кслов221122216162Таймер++++++++++Многоканальный последовательныйпорт++-+++++++Последовательный порт++++++++++Порт хост-интерфейса----+++--+Порт ПДП-------++-Аналоговый интерфейс---------+Напряжение питания, В53,355553,353,35Производительность (MIPS)201013.820203320333326Общее для семейства ADSP-21xx микропроцессорное ядро изображено на рис. 2.
Арифметикологическое устройство микропроцессора выполняет стандартный набор арифметических и логическихопераций, включая деление. Устройство MAC выполняет операции умножения со сложением(вычитанием) за один такт. Устройство сдвига осуществляет арифметические и логические сдвигиоперандов, нормализацию и возведение в степень.
Функциональные устройства микропроцессорамогут обмениваться результатами выполнения операций по шине внутренних результатов.3Рис. 2. Структура микропроцессорного ядра ADSP21xxВнутренние функциональные блоки связаны между собой с помощью пяти шин: шина адресов памятиданных (DMA), шина адресов памяти команд (РМА), шина данных памяти данных (DMD), шинаданных памяти команд (PMD) шина внутренних результатов (R). Первые четыре шины имеютмультиплексированный внешний интерфейс в виде шины адреса и шины данных (см. рис. 2).По системе команд все микропроцессоры совместимы снизу вверх. Отдельные представителисемейства- ADSP-2171, 2181, 21msp5x - имеют дополнительные и расширенные команды..
Каждаякоманда выполняется за один такт. Многофункциональные команды микропроцессора объединяютнесколько пересылок данных с арифметико-логической обработкой.Все устройства микропроцессора - 16-разрядные и оперируют с данными в формате с фиксированнойточкой. Числа представляются либо как беззнаковые, либо в дополнительном коде. Логическиеоперации выполняются над битовыми строками.4Совершенствование данного семейства микропроцессоров идет в направлении повышения тактовойчастоты, снижения энергопотребления и расширения коммуникационных возможностей процессора.Новый микропроцессор семейства ADSP-219x содержит модифицированное ядро, котороерассматривается компанией Analog Devices как ключевой элемент в технологии созданияперспективных 16-разрядных сигнальных процессоров общего назначения и процессоров длявстроенных решений.Специальные схемотехнические решения на основе данного ядра и программное обеспечениепланируется создавать непосредственно для заказчика, под конкретно заданные требования ихарактеристики.
Для приложений, требующих высокой производительности, будут создаватьсяпроцессоры, содержащие несколько ядер на одном кристалле. В будущем предполагается выпускмикропроцессоров, содержащих 4 ядра на одном кристалле и обладающих производительностью 1,2миллиарда MAC в секунду на 1 квадратный дюйм площади кристалла.Структура микропроцессора ADSP-219x показана на рис. 3.Рис. 3. Структура микропроцессора ADSP-219XПо сравнению с процессорами семейства ADSP-218x, имеющими 14-разрядную шину адреса, всемействе ADSP-219x используется 24-разрядная шина адреса, что позволяет осуществлять прямуюадресацию в пределах 64 Кслов или страничную адресацию в пределах 16 Мслов.
Адресный генераторпроцессоров семейства 219х поддерживает все ранее использованные и пять новых режимовадресации.ADSP-219x программно совместим с предыдущими микропроцессорами семейства ADSP-21xx,обладает большей производительностью (до 300 MIPS) и меньшим энергопотреблением (0,4мBт/MIPS).Микропроцессоры с архитектурой SHARC семейства ADSP2106x5Следующее поколение семейства ADSP 21ххх представлено микропроцессорами ADSP-21060 иADSP-21062. Будучи сходными с ранее рассмотренными микропроцессорами ADSP-210xx поструктуре ядра и совместимыми снизу-вверх по системе команд, эти микропроцессоры обладаютсущественными архитектурными отличиями, что позволило разработчикам выделить их в отдельноеархитектурное семейство SHARC (Super Harvad Architecture Computer).
Архитектура SHARC (рис. 5)продолжает развитие транспьютерного направления в микропроцессорной технике и задает новыйстандарт интеграции сигнальных процессоров в мультипроцессорную систему. Эта архитектураявляется примером гармоничного сочетания принципов по строения распределенных и связанныхсистем, объединяя в себе простоту и эффективность масштабирования распределенных систем судобством программирования систем с разделяемой памятью.Рис.
6. Архитектура SHARCВ SHARC-микропроцессоре объединены высокоэффективное процессорное ядро, выполняющееобработку данных в формате с плавающей точкой, интерфейс с хост-процессором, контроллер ПДП,последовательные порты, коммуникационные линки и разделяемая шина.На тактовой частоте 40 МГц производительность микропроцессоров составляет 80 MIPS и 120 Mflops.Шинный коммутатор соединяет ядро процессора с независимым процессором ввода/вывода,двухвходовой памятью и портом шины мультипроцессорной системы.
Вычислительные модули набазе микропроцессоров ADSP-2106x выпуска ются в виде микропроцессорных кластеров: платы сшинным интерфейсом ISA, PCI или VME содержат от 3 до 8 узлов. Производятся также мезонинныемодули SHARCPAC и TRANSPAC, устанавливаемые в специальныеразъемы материнских плат.Вычислительные модули на базе микропроцессоров SHARC используются в системах радио- игидролокации, в системах распознавания речи и обработки изображений, в средствахтелекоммуникации и медицинской диагностики. Структура микропроцессора ADSP-2106x приведенана рис.
7.6Рис. 7. Структура микропроцессора ADSP-2106XМикропроцессоры ADSP-21060 содержат на кристалле 4 Мбит статической двухвходовой памяти,которая может быть сконфигурирована для работы 16-битными (256 Кслов), 32-битными (128 Кслов)и/или 48-битными (80 Кслов) словами. Вся память может быть произвольно разделена на памятьпрограмм и память данных.Другой представитель этого семейства - микропроцессор ADSP-21062 - отличается от ADSP-21060меньшим объемом внутрикристальной памяти (2 Мбит).Общее адресуемое пространство микропроцессора составляет 4 Гслова.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
