ЦИФРОВЫЕ СИГНАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ

Отличительной особенностью задач цифровой обработки сигналов является поточный характер обработки больших объемов данных в реальном режиме времени. Невозможность или неэффективность применения для решения этих задач универсальных процессоров связана, во-первых, с низкой производительностью последних на указанных задачах; во-вторых, с их чрезмерной избыточностью для данных задач. Поэтому для реализации различных алгоритмов цифровой обработки сигналов и систем управления с использованием «оцифрованных» реальных сигналов в реальном масштабе времени используют процессоры специфической архитектуры – цифровые сигнальные процессоры (ЦСП).

Лидером на мировом рынке ЦСП является компания Texas Instruments (TI). Фирмой TI разработано 5 семейств (платформ) ЦСП: от TMS320C2х до TMS320C6х. Платформа ‘С2х предназначена для использования технологий цифровой обработки сигналов в дешевых устройствах массового потребления. Основными областями применения платформы ‘С3х являются цифровое аудио, 3D-графика, видеоконференцсвязь, промышленные роботы, копировально-множительная техника, телекоммуникационные системы. Платформа ‘С4х получила широкое распространение в мультипроцессорных системах. Платформа ‘С5х ориентирована на рынок портативных устройств и мобильной связи. Платформа ‘С6х предназначена для применения в приложениях, требующих сверхвысокой производительности и высокой точности вычисления результатов: базовые станции беспроводной связи, цифровые системы абонентских линий, модемы, сетевые системы, медицинские системы, ATC, радиолокация, научные системы и т.п.

Процессоры платформы ‘С6х сделаны по новой архитектуре VelociTI – высоко параллельная и детерминированная архитектура с очень длинным командным словом. Восемь независимых модулей (функциональных устройств) позволяют параллельно (одновременно) выполнять до восьми команд. Все команды содержат условия их выполнения, что позволяет сократить расходы производительности процессора на выполнение переходов и увеличить степень параллелизма обработки. Характерным для процессоров этой платформы является наличие аппаратного умножителя, позволяющего выполнять умножение двух чисел за один такт. В универсальных процессорах умножение обычно реализуется за несколько тактов, как последовательность операций сдвига и сложения. Процессоры платформы ‘С6х оперируют числами как с фиксированной, так и с плавающей точкой. Это семейство ЦСП имеет рекордную производительность – 1,6 миллиарда команд в секунду при тактовой частоте процессора 2,5 ГГц.