Разработка принципиальной схемы фонемного вокодера

Выбор микропроцессора

Обработка информации в связи реального времени ведется при помощи специализированного процессора, являющегося основным обрабатывающим устройством связи реального времени.

Специализированный процессор представляет собой функционально законченное устройство-блок и предназначен для обработки информации в реальном масштабе времени.

Структурная схема специализированного процессора приведена на рис.4.1 Он включает в себя следующие функциональные узлы:

· центральное процессорное устройство (ЦПУ);

· сопроцессор умножения (СУ);

· память команд (ОЗУК);

· память данных (ОЗУД);

· адаптер системного канала специализированного процессора (СКСП) - канала устройств ввода/вывода специализированного процессора (КВВС).

Специализированные ЦПОС могут успешно применяться в составе средств дальней связи, систем обработки изображения, распознавания и синтезирования речи, где они выполняют такие функции, как цифровая фильтрация или быстрые преобразования Фурье (БПФ). В отличие от специализированных, универсальные ЦПОС позволяют решать очень широкий спектр задач цифровой обработки. Наиболее распространены МП, осуществляющие обработку чисел с фиксированной запятой с разрядностью 24, 32, 64 бит. Арифметика с плавающей запятой позволяет повысить точность вычислений, которая часто не менее важна, чем быстродействие.

Большинство зарубежных ЦПОС не имеют аналогов в нашей стране. Особенно это относится к быстродействующим однокристальным ЦПОС. Поэтому, целесообразным является применение зарубежного сигнального микропроцессора, обладающего достаточным быстродействием для реализации блока низкоскоростного кодирования речевого сигнала в реальном масштабе времени.

В качестве микропроцессора с достаточным быстродействием выбираем микропроцессор компании Texas Instruments семейства TMS320VC541x. Это семейство процессоров наиболее оптимально по соотношению цена/качество из всех сигнальных микропроцессоров на сегодняшнем рынке электронной техники. Так, например, цена у официальных представителей фирмы цена процессора 2105 со 100 нс циклом, на данный момент, составляет $15, 2115 с 50 нс циклом - $25. Цена аналогичного процессора Xilinx XC5VLX330 - $50.

В состав серии входят однокристальные 16-разрядные микропроцессоры с фиксированной запятой и общей базовой архитектурой, оптимизированной для выполнения алгоритмов цифровой обработки сигналов и других приложений, требующих высокоскоростных вычислений.

Для примера приведена таблица 4.1, отображающая время выполнения программы БПФ на 1024 точки для разных процессоров.

Таблица 4.1

Операция

Время выполнения

I486DX2-66

XC5VLX330

TMS320VC541x

БПФ на 1024 точки

20 ms

3,1 ms

2,23 ms

Высокая производительность процессоров на сигнальных алгоритмах достигается благодаря многофункциональной и гибкой системе команд, аппаратной реализации большинства типичных для данных приложений операций, высокой степени параллелизма процессов в микропроцессоре, сокращения командного такта. Микропроцессоры DSP имеют модифицированную "гарвардскую" архитектуру, в рамках которой предусматривается возможность доступа к памяти команд, при ее физическом разделении с памятью данных.

Каждый микропроцессор семейства содержит три независимых полнофункциональных вычислительных устройства: АЛУ, МАС - умножитель с накоплением, устройство барабанного сдвига. Каждое устройство оперирует с 16-разрядными данными и обеспечивает аппаратную поддержку вычислений с различной точностью.

Микропроцессор содержит генератор адресов команд (PS) и два генератора адресов данных (DAG), обеспечивающие адресацию к данным и командам, расположенным как во внутренней, так и во внешней памяти. Параллельное функционирование генераторов сокращает длительность выполнения команды, позволяя за один такт выбирать из памяти команду и два операнда.

Таймер/счетчик микропроцессора обеспечивает периодическую генерацию прерываний.

Последовательные порты (SPORTs) обеспечивают последовательный интерфейс с большинством стандартных последовательных устройств, а также с аппаратными средствами сжатия-восстановления данных, использующими A - и - законы компаундирования.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) микропроцессора выполняет стандартный набор арифметических и логических операций, включая деление. Устройство МАС выполняет операции умножение со сложением (вычитанием) за один такт. Устройство сдвига осуществляет арифметические и логические сдвиги операндов, нормализацию и экспоненциальные операции. Функциональные устройства микропроцессора могут обмениваться результатами выполнения операций по шине результатов ®.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Другое по теме:

Расчет волноводной фазированной антенной решетки с вращающейся поляризацией
Одной из наиболее быстро развивающихся областей радиоэлектроники является техника антенн и устройств СВЧ. Уровень ее развития во многом определяет состояние телекоммуникационных систем, радиолокации, навигации, ...

Измеритель дисперсии случайного процесса
Измерения вероятностных характеристик случайных процессов (статистические измерения) составляют один из наиболее быстро развивающихся разделов измерительной техники. В настоящее время область распространения статистических ме ...

©  www.techvarious.ru - 2019