1. Stair forbartha an RCS
Is é bunús an fhaisnéiseithe ná digitiú. Ceann de phríomhtheicneolaíochtaí an digitithe is ea próiseáil comharthaí digiteacha. Ní mór an tasc a bhaineann le próiseáil comharthaí digiteacha a chur i gcrích a bheag nó a mhór. Is teicneolaíocht cheannródaíoch í teicneolaíocht an RCS a bhfuil daoine ag tabhairt aird níos mó uirthi agus ag fáil forbairt thapa uirthi. Is féidir le RCS seasamh do Phróiseálaí Comharthaí Digiteacha (Próiseálaí Comharthaí Digiteacha) nó Próiseáil Comharthaí Digiteacha (Próiseáil Comharthaí Digiteacha). Teicneolaíocht theoiriciúil í an dara ceann, agus caithfear an chéad cheann a athrú go táirge iarbhír. Is bealach é an teaglaim den dá bhealach chun fadhb phraiticiúil áirithe a réiteach agus clár áirithe a bhaint amach, eadhon, an réiteach próiseála comharthaí digiteacha (DSPS). Díríonn an t-alt seo ar an gcéad léiriú ar phróiseálaí comhartha digiteach DSP. Is próiseálaí tiomnaithe é an RCS a dhéanann próiseáil ardluais fíor-ama tar éis an comhartha analógach a thiontú ina chomhartha digiteach. Tá a luas próiseála 10-50 uair níos tapa ná an LAP is gasta. In aois dhigiteach an lae inniu, is gléas bunúsach é an RCS i réimsí mar chumarsáid, ríomhairí, agus leictreonaic tomhaltóra. Thuar insiders tionscail gurb é an RCS an táirge leictreonach is mó fáis i gciorcaid chomhtháite sa todhchaí, agus beidh sé ina fhachtóir cinntitheach in uasghrádú táirgí leictreonacha.
Roimh theacht an RCS, ní fhéadfadh MPU (micreaphróiseálaí) próiseáil comhartha digiteach a dhéanamh. Ach ní féidir le luas próiseála níos ísle MPU riachtanais fhíor-ama ardluais a chomhlíonadh. Dá bhrí sin, sna 1970idí, mhol duine éigin bunús teoirice agus algartam an RCS. Agus ní fhanann an RCS ach sa téacsleabhar, tá fiú an córas forbartha RCS comhdhéanta de chomhpháirteanna scoite, agus tá a réimse feidhmchláir teoranta do na hearnálacha míleata agus eitlíochta.
Le forbairt na teicneolaíochta ciorcad comhtháite ar mhórscála, rugadh an chéad sliseanna DSP ar domhan i 1982. Tá an gléas DSP seo déanta as teicneolaíocht NMOS phróisis micron. Cé go bhfuil an tomhaltas cumhachta agus an méid beagán níos mó, tá an luas ríofa mórán uaireanta níos tapa ná MPU, agus úsáidtear go forleathan é i sintéis urlabhra agus i CODEC. Is céim mhór chun tosaigh é teacht na sceallóga RCS do chórais iarratais an RCS ó chórais mhórscála go miniaturization. Le dul chun cinn agus forbairt theicneolaíocht CMOS, tháinig an dara glúin de sceallóga DSP bunaithe ar theicneolaíocht CMOS, agus dúbraíodh a cumas stórála agus a luas ríomhaireachta, agus tháinig sí chun bheith ina bunús le teicneolaíocht próiseála guth agus próiseála crua-earraí íomhá. Ag deireadh na 1980idí, tháinig sliseanna DSP an tríú glúin amach, agus feabhsaíodh luas na ríomhaireachta tuilleadh, agus leathnaíodh a raon feidhmchlár de réir a chéile chuig réimsí na cumarsáide agus na ríomhairí.
D’fhorbair an RCS an ceann is gasta sna 1990í, agus bhí an ceathrú agus an cúigiú glúin de ghléasanna RCS le feiceáil ceann i ndiaidh a chéile. Baineann an RCS reatha leis an gcúigiú glúin de tháirgí. I gcomparáid leis an gceathrú glúin, tá leibhéal comhtháthaithe córais níos airde aige, ag comhtháthú croí an DSP agus comhpháirteanna imeallacha ar shliseanna amháin. Ní amháin go léiríonn an sliseanna DSP an-chomhtháite seo a chuid buanna i réimsí na cumarsáide agus na ríomhairí, ach de réir a chéile téann sé isteach i réimse an tomhaltais laethúil atá ag daoine. Tá na hionchais an-geallta.
2. Gnéithe agus buntáistí an RCS
1. Gnéithe crua-earraí
(1) Baineann an RCS le hailtireacht Modified Harvard, is é sin, tá dhá bhus inmheánacha aige: bus sonraí agus bus cláir. Tá an clár agus an spás stórála sonraí scartha, tá bus seoltaí neamhspleách agus bus sonraí ag gach ceann acu, agus is féidir an fháil agus an léitheoireacht a dhéanamh ag an am céanna. Faoi láthair, tá 9 mbilliún oibríocht snámhphointe bainte amach aige in aghaidh an tsoicind (9000MFLOPS).
(2) Úsáid oibríochtaí sruthlínithe. Tá forghníomhú gach treorach roinnte i roinnt céimeanna ar nós fetching treoracha, díchódú, beir, agus forghníomhú, a chomhlánaíonn aonaid fheidhmiúla iolracha ar an sliseanna faoi seach. Is ionann é agus forghníomhú comhthreomhar treoracha iolracha, rud a fheabhsaíonn luas na ríomhaireachta go mór.
(3) Iolraitheoir crua-earraí neamhspleách. Cuirtear treoracha iolraithe i gcrích i dtimthriall amháin, ag uasmhéadú líon mór iolraithe arís agus arís eile in halgartaim mar chonspóid, scagadh digiteach, FFT, comhghaol, agus oibríochtaí maitrís.
(4) Feabhsaíonn seoladh ciorclach (Seoladh ciorclach), giotán-aisiompú (giotán-aisiompaithe) agus treoracha speisialta eile an luas seoltaí, sórtála agus ríofa in oibríochtaí mar FFT agus convolution. Tá an t-am 1024 pointe FFT níos lú ná 1μs cheana féin.
(5) Bus agus rialtóir neamhspleách DMA. Tá grúpa amháin nó níos mó de bhusanna neamhspleácha DMA ann, a oibríonn i gcomhthreo le clár agus bus sonraí an LAP. Tá luas an DMA sroichte os cionn 800Mbyte / s gan cur isteach ar obair an LAP.
(6) Comhéadan ilphróiseálaí. Tá sé áisiúil do phróiseálaithe iolracha oibriú go comhthreomhar nó go sraitheach chun an luas próiseála a mhéadú.
(7) Comhéadan caighdeánach tástála JTAG (Comhghrúpa Gníomhaíochta Tástála) (comhéadan caighdeánach IEEE 1149). Tá sé áisiúil chun insamhalta ar líne sliseanna DSP a dhéanamh agus dífhabhtú faoi choinníollacha il-RCS.
2. Gnéithe bogearraí
(1) Seoladh láithreach: Is luach láithreach é an ceoldráma, is féidir a fháil go díreach ón treoir. Sampla: MOV A, @ 0x16; seol an tairiseach 0x16 chun A. a chlárú.
(2) Seoladh díreach: Mar shampla, roinneann sliseanna sraith TMS320 TI an chuimhne sonraí i 512 leathanach, gach ceann acu le 128 focal. Socraigh pointeoir leathanach sonraí DP (Pointeoir Sonraí), bain úsáid as 9-giotán chun pointe a chur ar leathanach sonraí, agus cuir seoladh fritháireamh 7 ngiotán leis ar an leathanach chun seoladh sonraí 16-giotán a fhoirmiú. Cuidíonn sé seo leis an luas seoltaí a bhrostú.
(3) Seoladh indíreach: ① 8 gclár cúnta, ainmníonn pointeoir clár cúnta aonad uimhríochta clár cúnta d’oibríocht uimhreacha gan síniú 16 giotán, socraíonn sé seoladh nua, agus luchtaíonn sé ceann de na cláir chúnta. Are Tá ábhar na 8 gclár cúnta solúbtha go leor, agus is féidir iad a luchtú, a chur leis, nó a dhealú ó shonraí láithreacha; is féidir iad a luchtú ón gcuimhne sonraí; is féidir iad a úsáid freisin le haghaidh roinnt seoltaí innéacsaithe. ③ Tar éis an droim ar ais, is féidir an seoladh droim ar ais a réadú.
(4) Treoir uathúil iolraithe: Sampla: MAC X0, Y0, AX: (R0) +, X0 Y: (R4) + N4, YO Ordaíonn an treoir seo DSP56300: Déan na huimhreacha i gcláir X0 agus Y0 a iolrú, agus cuir an toradh I Acc A, luchtaigh luach an seoladh cuimhne a luaitear le clár R0 i gclár X0, luchtaigh luach seoladh cuimhne Y a luaitear le clár R4 i gclár Y0, agus cuir 1 le luach R0, agus cuir luach an chláir leis N4 go R4.
Buntáistí an chórais RCS bunaithe ar phróiseáil comharthaí digiteacha i gcomparáid leis an gcóras próiseála comhartha analógach traidisiúnta:
(1) Tá an comhéadan simplí agus áisiúil. Mar gheall ar shaintréithe leictreacha simplí an chomhartha dhigitigh, is furasta é a chur i bhfeidhm ar an gcomhéadan crua-earraí nuair a bhíonn córais éagsúla RCS ceangailte lena chéile. Ar chomhéadan an tsrutha sonraí, ní gá do gach córas ach prótacal caighdeánach sonrach a leanúint.
(2) Cruinneas ard agus cobhsaíocht mhaith. Ní bhíonn tionchar ach ag an earráid dé-dhéanta agus an fad focal teoranta ar phróiseáil na gcomharthaí digiteacha, agus ní thugann an próiseas próiseála torann eile isteach, mar sin tá cóimheas comhartha-go-torann níos airde aige. Ina theannta sin, tá feidhmíocht na bparaiméadar comhpháirteanna go mór i bhfeidhm ar fheidhmíocht an chórais analógach, cé go bhfuil an córas digiteach gan athrú go bunúsach, mar sin tá an córas digiteach níos áisiúla le haghaidh tástála, dífhabhtaithe agus olltáirgthe.
(3) Clárú áisiúil agus halgartaim casta a chur i bhfeidhm go héasca. Sa chóras RCS, soláthraíonn an sliseanna DSP ardán ríomhaireachta ardluais, agus braitheann feidhmeanna an chórais ar ríomhchlárú bogearraí. Nuair a dhéantar é a chomhcheangal le teoiric nua-aimseartha próiseála comhartha agus matamaitic ríomhaireachtúil, féadann sé feidhmeanna casta próiseála comharthaí digiteacha a bhaint amach.
(4) Comhtháthú áisiúil. Comhtháthaíonn sceallóga DSP nua-aimseartha croí an RCS agus a chiorcaid imeallacha ar sliseanna amháin. Éascaíonn an struchtúr seo dearadh táirgí digiteacha iniompartha agus an-chomhtháite.
Ina theannta sin, cuireann sceallóga DSP nua-aimseartha, mar fheistí ciorcaid chomhtháite an-mhór ríomhchláraithe (VLSI), feidhmeanna próiseála comharthaí digiteacha i bhfeidhm trí bhogearraí in-íoslódáilte agus firmware. Chomh maith le feidhmeanna ríofa agus rialaithe na ngnáthphróiseálaithe, tá feabhsuithe móra déanta ag sceallóga DSP freisin ar struchtúr na bpróiseálaithe, ar an gcóras treoracha agus ar dhearadh sreafa treoracha le haghaidh ráta tarchuir sonraí ard agus próiseáil comhartha digiteach fíor-ama le ríomhanna uimhriúla dian.
3. Fadhbanna agus dúshláin atá roimh an RCS
Tá go leor réimsí le feabhsú fós ag an RCS atá ag aibiú, ach tá go leor dúshlán os a chomhair freisin.
(1) Is fadhb thábhachtach atá fós ag forbróirí an RCS conas an sreabhadh sonraí a shocrú go réasúnach ionas gur féidir é a fhorghníomhú go réidh gan choimhlint i measc aonaid fhorghníomhaithe an RCS. Mar gheall ar chastacht an dearaidh, nuair a dhéantar an algartam a mhapáil le sprioc-chrua-earraí sainiúla an RCS, ní féidir teangacha ríomhchlárúcháin ardleibhéil a úsáid fós, caithfear teanga tionóil a úsáid, agus tuiscint an-soiléir ar mheicníocht forghníomhaithe comhthreomhar na feiste . Agus is é an dearadh cláraithe seo atá teoranta do theanga tionóil an tranglam chun éifeachtúlacht fhorbairt bogearraí a fheabhsú.
(2) Tá fadhbanna fós ann le struchtúir chomhthreomhara. D’fhonn tréchur níos airde a bhaint amach, caithfear níos mó giotán sonraí a phróiseáil in aonad ama ar leith. Léiríonn teicneolaíocht VLIW comhthreomhaireacht leibhéal an teagaisc. Déanann an struchtúr superscalar agus an struchtúr superpipeline iarracht níos mó treoracha a fháil i dtimthriall treoracha amháin. Léirítear comhthreomhaireacht leibhéal sonraí le focail sonraí níos leithne, veicteoiriú agus struchtúir sreafa sonraí. Toisc go bhfuil leithead an fhocail sonraí níos mó, is féidir le gach treoir timthriall treoracha níos mó sonraí a phróiseáil, rud a mhéadaíonn líon na ngiotán sonraí is féidir a phróiseáil i ngach timthriall clog. Léirítear comhthreomhaireacht leibhéal tasc nó leibhéal idirbhirt i ndearaí multitasking, multithreading, agus ilphróiseálaí. Meastar go méadóidh na struchtúir seo tréchur na próiseála sonraí, ach beidh ar na sonraí méadaithe agus an leithead treoracha agus an méadú dá bharr sin ar an tréchur próiseála sonraí praghas áirithe a íoc. Nuair a mheaitseálann dlús an chóid agus leithead na sonraí leis an bhfeidhmchlár, is féidir leo cabhrú, ach nuair nach ionann leithead an fhocail sonraí agus an próiseálaí, is féidir leo a lán trioblóide a chruthú ina ionad.
(3) Tá líon mór caches on-sliseanna atá ar fáil ag éirí níos tábhachtaí do thréchur iomlán an chórais, toisc nach féidir le busanna cuimhne agus comhéadain chaighdeánacha tacaíocht a sholáthar a thuilleadh do ráta aistrithe sonraí ghigibheart gach MAC sa chóras. Is fadhb mhór í freisin an féidir leis an gcuid eile den chóras a bheith comhoiriúnach le próiseálaithe ardluais. D’fhéadfadh go mbeadh 2 fhocal sonraí in aghaidh an timthrialla clog, nó níos mó ná 4 ghigibheart sonraí in aghaidh an tsoicind, ag teastáil ó phróiseálaí dé MAC le 4 aonad ALU. focal.
(4) Léirítear na dúshláin atá roimh fhorbairt an RCS sa mhéadú tapa ar luas an LAP agus sa laghdú leanúnach ar phraghsanna. Tá dhá rogha ag monaróirí RCS, is é ceann forbairt an RCS a luathú, agus an ceann eile tarraingt siar ón gcomórtas. Caithfidh gach monaróir aistriú ó infheistíocht éagsúlaithe go hinfheistíocht aonadach, agus táirgí a bhunú le DSPS mar an bpríomhfhorbairt, is é sin, gach teicneolaíocht agus gach táirge a chomhtháthú sa RCS.
4. treocht forbartha agus ionchais an RCS
Leanann an RCS ag freastal ar riachtanais mhéadaitheacha daoine ar a bhóthar forbartha, agus tá sé ag forbairt de réir a chéile i dtreo pearsanaithe agus tomhaltas ísealchumhachta. Tá na hionchais d’fhorbairt an RCS an-suntasach.
(1) Is é comhtháthú leibhéal an chórais an RCS an treocht
Is é treo fhorbairt teicneolaíochta an RCS i gcónaí méid na sceallóga DSP a laghdú. Tá an chuid is mó de na RCSanna reatha bunaithe ar struchtúr RISC (ríomhaireacht laghdaithe tacar treoracha). Is iad buntáistí an struchtúir seo méid beag, tomhaltas ísealchumhachta, agus ardfheidhmíocht. Tá próisis nua glactha ag déantúsóirí éagsúla RCS chun croíthe DSP a fheabhsú, agus roinnt croíthe DSP, croíthe MPU, aonaid phróiseála speisialta, aonaid chiorcaid imeallacha, agus aonaid stórála a chomhtháthú ar shliseanna amháin le bheith ina gciorcaid chomhtháite ar leibhéal an chórais DSP.
(2) Is é an RCS in-ríomhchláraithe an príomhtháirge
Soláthraíonn RCS in-ríomhchláraithe solúbthacht mhór do mhonaróirí. Is féidir le déantóirí sraitheanna éagsúla táirgí a fhorbairt le samhlacha éagsúla ar an ardán DSP céanna chun freastal ar riachtanais úsáideoirí éagsúla. Ag an am céanna, soláthraíonn RCS ríomhchláraithe bealach maith d’úsáideoirí uasghrádú go héasca.
(3) Is é an RCS pointe seasta an príomhshrutha
Go teoiriciúil, cé go bhfuil raon dinimiciúil níos mó ag an RCS snámhphointe ná an RCS pointe seasta agus go bhfuil sé níos oiriúnaí d’iarratais DSP, tá costas níos ísle, riachtanais cuimhne níos ísle agus tomhaltas cumhachta níos ísle ag feistí DSP uimhríochta pointe seasta. . Dá bhrí sin, is táirgí príomhshrutha ar an margadh iad feistí ríomhchláraithe DSP le haghaidh uimhríocht phointe seasta. De réir staitisticí, is feistí DSP ríomhchláraithe pointe seasta 16-giotán iad an chuid is mó de na feistí RCS a dhíoltar faoi láthair, agus táthar ag súil go dtiocfaidh méadú de réir a chéile ar an gcion sa todhchaí.
(4) Luas ríomhaireachta níos airde a shaothrú
Faoi láthair, is é luas oibríochta ginearálta an RCS 100MIPS, is é sin, féadann sé 100 milliún treoir a oibriú in aghaidh an tsoicind. Mar gheall ar threocht pearsanaithe agus saincheaptha trealaimh leictreonaigh, ní mór don RCS luas ríomhaireachta níos airde agus níos gasta a shaothrú d’fhonn coinneáil suas le luas an trealaimh leictreonaigh a nuashonrú. Braitheann méadú luas oibríochta an RCS go príomha ar an teicneolaíocht nua chun an struchtúr sliseanna a fheabhsú. Faoi láthair, úsáideann feistí DSP teicneolaíocht CMOS 0.5μm ～ 0.35μm den chuid is mó. De réir threocht forbartha CMOS, is féidir go hiomlán luas oibríochta an RCS a mhéadú 100 uair (go 1600GIPS).
5. ráitis mar fhocal scoir
Tá cur i bhfeidhm méadaithe an RCS i réimsí éagsúla tar éis forbairt an RCS féin a spreagadh. Tá 3% de sciar margaidh reatha an RCS curtha i bhfeidhm aige i réimsí 90C (Cumarsáid, Ríomhairí, Tomhaltóirí), rud a léiríonn go bhfuil acmhainneacht ollmhór ag an RCS i réimsí eile. . San fhorbairt amach anseo, beidh sé le feiceáil i réimsí éagsúla le feidhmíocht níos fearr.
