|
Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti tizimlar va signallarni qayta ishlash
|
| bet | 1/5 | | Sana | 09.12.2023 | | Hajmi | 0,8 Mb. | | #114380 |
Bog'liq Oxunjon tizimlar ma\'ruza
O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI RAQAMLI TEXNOLOGIYALARNI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI
Tizimlar va signallarni qayta ishlash fanidan
MUSTAQIL ISH
MAVZU : Zamonaviy signal protsessorlari arxitekturalarini o‘rganish.
Guruh: SSP002
Bajardi: Xatamov Oxunjon.
Toshkent 2023
Reja:
Kirish.
Raqamli signal protsessorlari haqida tushuncha.
Signal protsessorlarini umumiy strukturasi.
Signal protsessorlarida qo‘llaniladigan manzillash usullari.
Protsessor arxitekturalari (Fon Neyman arxitekturasi, Garvard arxitekturasi).
Xulosa.
Foydalanilgan adabiyotlar.
Kirish
Zamonaviy raqamli signal protsessorlari bir nechta asosiy arxitektura asosida ishlab chiqilmodqa, misol uchun Garvad va Fon Neyman arixtekturalari. Garvard arxitekturaning o'ziga xos xususiyati shundaki, dasturlar va ma'lumotlar turli xil xotira qurilmalarida - dastur xotirasida va ma'lumotlar xotirasida saqlanadi. Fon Neyman arxitekturasidan farqli o'laroq, protsessorga ko'rsatma va ikkita operandni olish uchun kamida uchta shina tsikli kerak bo'lsa, DSP bir vaqtning o'zida buyruq xotirasiga ham, ma'lumotlar xotirasiga ham kirishni amalga oshirishi mumkin va yuqoridagi ko'rsatma ikkita shina siklida olinishi mumkin. Haqiqiy qurilmalarda buyruq xotirasi nafaqat dasturlarni, balki ma'lumotlarni ham saqlashi mumkin. Bunday holda, DSP o'zgartirilgan Garvard arxitekturasiga muvofiq qurilgani aytiladi. Ushbu mustaqil ishda raqamli signal protsessori arxitekturasi tuzulishi va ishlash tamoyillari yoritib berilgan.
Raqamli signal protsessorlari haqida tushuncha.
Protsessor (inglizcha: processor) inglizchada “Process” soʻzidan kelib chiqqan boʻlib, “jarayon” - jarayonni amalga oshiruvchi, boshqaruvchi maʼnolarini bildiradi. Kompyuter Protsessori asosan kompyuterda boʻladigan jarayonlarni amalga oshirish va boshqarish vazifalarini bajaradi. Asosiy oʻlchov birligi chastota hisoblanadi. Protsessor chastotasi uning maʼlum vaqt ichida nechta amalni bajara olishini ifodalaydi.
Raqamli signal protsessorlari DSP (Digital Signal Processing) – bu raqamli signallarni qayta ishlash algoritmlari asosida raqamli ishlov beruvchi signal protsessori. Signal protsessorlari arxitekturasi umumiy maqsadli mikroprotsessorlar bilan solishtirganda, raqamli filtrlash, Furye transformatsiyasi, signallarni qidirish va boshqalar kabi odatiy raqamli signallarni qayta ishlash vazifalarini iloji boricha tezlashtirish istagi bilan bog'liq ba'zi xususiyatlarga ega. Matematik jihatdan, bu vazifalar haqiqiy sonlarning ko'p komponentli vektorlarini elementlarga ko'paytirish elementlariga qisqartiriladi, so'ngra natijalarni yig'adi (masalan, raqamli filtrlashda, cheklangan impulsli javobga ega bo'lgan filtrning chiqish signali yig'indiga teng signal namunalari vektori bo'yicha filtr koeffitsientlari mahsulotlaridan, shunga o'xshash hisoblar signal namunalarining korrelyatsiya va avtokorrelyatsiya funktsiyalarining maksimallarini qidirishda amalga oshiriladi). Shuning uchun signal protsessorlari aynan shunday operatsiyalarni bajarish tezligi uchun optimallashtirilgan.
"Garvard arxitekturasi" uning o'ziga xos xususiyati shundaki, dasturlar va ma'lumotlar turli xil xotira qurilmalarida - dastur xotirasida va ma'lumotlar xotirasida saqlanadi. Fon Neyman arxitekturasidan farqli o'laroq, protsessorga ko'rsatma va ikkita operandni olish uchun kamida uchta shina tsikli kerak bo'lsa, DSP bir vaqtning o'zida buyruq xotirasiga ham, ma'lumotlar xotirasiga ham kirishni amalga oshirishi mumkin va yuqoridagi ko'rsatma ikkita shina siklida olinishi mumkin. Haqiqiy qurilmalarda buyruq xotirasi nafaqat dasturlarni, balki ma'lumotlarni ham saqlashi mumkin. Bunday holda, DSP o'zgartirilgan Garvard arxitekturasiga muvofiq qurilgani aytiladi.
1-rasm. DSP qo’llanilish sohasi.
Yaxshilangan standart DSP. Ushbu DSPlar standart DSPlarga nisbatan tizim ish faoliyatini yaxshilash uchun quyidagi parallellikni yaxshilash usullaridan foydalanadi:
Operatsion va hisoblash qurilmalari sonini ko'paytirish;
Ixtisoslashgan soprotsessorlarni joriy etish;
O'tkazilgan ma'lumotlar hajmini oshirish uchun shinani kengaytirish;
Ko'p kirish bilan xotiradan foydalanish (har bir tsiklda bir nechta kirish);
Buyruqlar tizimining murakkabligi;
Ushbu usullarning aksariyati birinchi protsessorlardan beri mavjud, shuning uchun ularni "standart" yoki "yaxshilangan" deb aniq tasniflash ko'pincha mumkin emas.
2-rasm. Texas Instruments TMS320C55x DSP da ikkita MAC operatsiyasini bajarish
VLIW arxitekturali DSP VLIW protsessorlari o'rtasidagi asosiy farq shundaki, ko'rsatmalar kodlari kompilyatsiya bosqichida katta "super ko'rsatmalar" ga yig'iladi va parallel ravishda bajariladi. Odatda, bunday protsessorlar belgilangan buyruq uzunligiga ega RISC arxitekturasidan foydalanadi, bunda ularning har biri alohida operatsion blokda bajariladi. Bunday protsessorlarning xarakterli xususiyatlariga quyidagilar kiradi:
Bir-biridan mustaqil ishlaydigan operatsion modullarning katta to'plami. Ushbu modullar quyidagilarni o'z ichiga olishi mumkin:
arifmetik amallar va taqqoslash amallari modullari;
mantiqiy operatsiyalar modullari;
qoimni nuqtali raqamlarni ko'paytirish modullari;
doimiy ishlab chiqarish modullari.
Har bir protsessor modeli uchun kompilyatorni optimallashtirish zarurati mavjud, chunki hisoblash birliklarining tarkibi va funktsiyalari modellar o'rtasida o'zgarishi mumkin, bu bir vaqtning o'zida bajarilishi mumkin bo'lgan buyruqlar ro'yxatini o'zgartirishga olib keladi. Alohida buyruqlardan iborat (8 tagacha) operatsiya kodini bitta buyruqda xotiradan olish uchun ultra keng ma'lumotlar shinalariga (taxminan 128 bit) ehtiyoj mavjud.
Dastur xotirasi hajmiga yuqori talablar, bu ham operatsiyaning katta uzunligi bilan bog'liq. Odatda, agar protsessorda bir nechta bir xil modullar bo'lsa, unda assemblerda dastur yaratishda faqat kerakli operatsion modulning turini ko'rsatish mumkin va aniq qurilma kompilyator tomonidan tayinlanadi. Bu, bir tomondan, bunday qurilmalarni dasturlashni soddalashtirsa, boshqa tomondan, ularning resurslaridan ancha samarali foydalanish imkonini beradi.
|
| |
