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:

Оценка дальности связи оборудования симметричной DSL технологии
Развитие современных телекоммуникационных систем, цифровых электронных станций и аппаратуры уплотнения затронуло также один из самых консервативных элементов сети электросвязи - абонентскую линию. В концепции структуры сети э ...

Современная система сотовой связи
Компьютеризация телекоммуникационного оборудования идет параллельно с процессами приватизации национальных систем связи, появлением на рынке крупных фирм - операторов, что приводит к усилению конкурентной борьбы. В результате ...

©  www.techvarious.ru - 2020