Semestrální práce z předmětu Speciální číslicové systémy X31SCS

Transkript

1 Semestrální práce z předmětu Speciální číslicové systémy X31SCS Katedra obvodů DSP16411 ZPRACOVAL: Roman Holubec Školní rok: 2006/2007

2 Úvod DSP16411 patří do rodiny DSP16411 rozšiřuje DSP16410 o vyšší kmitočet hodin. Optimalizován pro aplikace vyžadující komunikaci v komunikačních systémech. Signálový procesor pracuje s pevnou řádovou čárkou. DSP16411 obsahuje duální-mac. DSP16411 rozšiřuje DSP16410 o vyšší kmitočet hodin a dodatečnou RAM. Poměrně nízká spotřeba na malou fyzická velikost. Základní popis - 2 MACs výkonná jádra až do 1140 MIPs na 285 MHz - napájení: 1.2V interní napájení a 3.3V napájení - Paměť: 322K x 16 RAM - Centralizovaná řídící jednotka paměti (DMAU) - 16-bit paralelní rozhraní (PIU) s přímým přístupem do paměti umožňuje přístup do všech částí paměti DSP - 2 sériové I/O jednotky (SIU0 a SIU1) s DMA: kompatibilní s TDM, takové jako T1/E1 - Jednotky pro interní komunikaci s procesorem (MGU0 a MGU1)

3 Architektura DSP16411 Symbol PIU SIU DMAU TPRAM<0-1> SLM IROM MGU CLOCKCONTROL BIO IMUX SEMI CORE0 CORE1 Popis Jednotka s paralelním rozhraním Seriová I/O jednotka Jednotka s přímým přístupem do paměti 160kword 3-vstupová RAM (pro každé jádro 1) 2 Kslov sdílená paměť Interní paměť pouze pro čtení (pro každé jádro 1) Jednotka pro komunikaci mezi jádry procesoru Řízení hodin Bit I/O jednotka Multiplexory přerušení Systémová a externí paměť rozhranní Jádro DSP16000 Master Jádro DSP16000 Slave

4 Popis jednotlivých bloků architektury DSP16411 obsahuje dvě totožná jádra DSP16000, s Harvardskou architekturu s oddělenými sběrnicemi. Jádra obsahují datovou a adresovou aritmetickou jednotku. Tri-port RAM (TPRAM) Každé jádro má svůj vlastní blok z 160 bank paměti. Každá banka se skládá z 1K slov (každé slovo má 16 bitů) a má 3 oddělené adresy: 1. port pro instrukci jádra, 2. pro data a 3. port pro DMA. TPRAM je organizována do sudých a lichých bank. SLM(sdílená lokální paměť) SLM se skládá ze 2 pamětí bank. Každá banka se skládá z 1K slov (1 slovo 16 bitů). SLM je přístupná oběma jádrům a také DMAU a PIU prostřednictvím systémových sběrnic. SEMI(systémová a externí paměť rozhranní) SEMI slučuje obě jádra a DMAU do externí paměti a I/O obvodů, také slučuje do interní SLM paměťově mapovaných registrů v DMAU, PIU a SIU. Jednotka časovače DSP16411 obsahuje 2 časovací jednotky. Každý časovač poskytuje přerušení na jeden, nebo opakovatelně definovaný interval.

5 Architektura jádra Jednotka pro řízení systému a vyrovnávací paměť (SYS) Blok obsahující dekodér instrukcí a řadič, pseudo-náhodný generátor (PSG), ovladač přerušení, pohotovostní nízkopříkonová jednotka. Programy využívají vyrovnávací paměť instrukcí pro opakující se instrukce FIR, IIR. Tato paměť může obsahovat třicet jedna 16 a 32 bitových instrukcí. Kód může být zopakován krát. Aritmetická datová jednotka (DAU) Výkonná jednotka obsahující duální MAC (násob a střádej - operuje se dvěma 32 bitovými registry x a y), paralelní pipeline strukturu, která je přizpůsobena pro komunikační aplikace, může zpracovávat 2 dvojitá slova (32 bitů), dvě operace násobení a 2 operace akumulace v 1 instrukčním cyklu. Pipeline s 32 bitové registry pracuje jako se dvěma 16 bitovými násobičkami. Každá násobička produkuje 32 bitový výsledek uložený v registrech p0 a p1. Adresová aritmetická jednotka (YAUU) YAUU podporuje vysokou rychlost, adresování datové paměti. Osm adresových registrů (r0 r7): do nich se zapisuje nebo se z nich čte adresy pro data. YAUU obsahuje 20 bitový ukazatel zásobníku.

6 Interprocesorová komunikace Efektivní komunikace mezi jádry (jádro-jádro) vyžaduje synchronizaci a přístup k požadovaným datům. Následující mechanismy hardwarové mechanismy podporují synchronizaci: MGU poskytuje zprávu, když dojde k přerušení při komunikaci jádro-jádro. MGU umožňuje zasílání vzkazů o přerušeních a příznacích do bufferu DMAU přerušení. Následující mechanismy podporují přístup k datům: MGU může řídit události týkající se synchronizace událostí (přerušení/past) pro přesun informací. MGU poskytuje přenos dat prostřednictvím plně duplexních bufferů (mgi a mgo). DMAU mohou kopírovat data z jednoho jádra TPRAM do jiného jádra TPRAM. Jádra mohou přímo sdílet data v SLM.

7 Mapy pamětí Jádro DSP16000 má oddělenou programovou a datovou paměť (X-paměťový prostor a Y-paměťový prostor). Rozdíly mezi X a Y paměťovými prostory jsou v adresové jednotce v přístupu k datům, ne však ve fyzickém přístupu. Přístup jádra do X, Y prostorů je skrze 20 bitovou adresovou sběrnici a 32 bitovou datovou sběrnici. DMAU přistupuje do privátní paměti (TPRAM) skrze 20 bitovou interní Z adresovou sběrnici (ZIAB) a 32 bitovou Z datovou sběrnici a sdílenou externí pamětí. Paměťové komponenty

8 Zhodnocení Elektrické charakteristiky El. ztráty silně závisí na napětí, I/O frekvenci signálů. Možno vyjádřit vztahem: C L VDD2 2 f, Kde C L je zavedená kapacita, VDD je I/O nap. Napětí a f je frekvence výstupního signálu. VDD2 je 3.3V CLK je 285MHz C L je okolo 30pF Všechny I/O porty mohou být programovány jako výstupy DSP má dvě sady napájení pro analogovou část, oddělenou od digitální Použití Kanálové kódování, kódování řeči Ekvalizace V komunikačních systémech 2-3 generace: Global System for Mobile communication GSM GPRS UMTS

9 Děkuji za pozornost