Mikroprosessorlu SRE sistemləri
SRE sistemlərində Tezlik Modulyasiyalı(FM) siqnalların rəqəmli emalı qurğuları geniş tətbiq edilir. FM siqnallarının demodulyasiyası qurğusunun ümumi struktur sxemi şək.3.8-də verilir.Buraya vurma qurğuları,faz çevirici,ATF,ADC və PLİC üzərində gerçəkləşmiş detektor və sinxronizator sxemləri daxildir.
Detektor ilkin modullaşmış siqnalları düzbucaqlı impulslar ardıcıllığına çevirir. Bu məqsədlə f-f0 fərqinin aşağıdakı formula görə hesablanması detektorun əsas funksiyası hesab edilir:
Burada Sk və Ck ilkin FM siqnallarının parametrləridir.
Demodulyator qurğusunun diğər hissəsi olan ATF funksiyası isə aşağıdakı ifadə üzrə yerinə yetirilir:
Yn=SUM(Xn*hn); h-əmsal, x-giriş, Y-çıxış siqnalıdır.
ALTERA PLİC mikrosxemləri üzərində qurulan demodulyator qurğusunda detektorun və ATF-nin daxili blok- sxemləri şək.3.9-da verilir. Çoxaxınlı arxitekturlu SREP-lər. VLIW və SIMD mikroarxitekturlarını özündə birləşdirən NM6403 modelli SREP işçi tezliyi 40MHs,qida gərginliyi 3-3.6V olan və CMOS 0.5mkm texnoloğiyalı BGA256 tipli gövdə konstruksiyasında gerçəkləşdirilmişdir.NM6403 prosessorunun daxili strukturuna 32 bitli RİSC nüvəli CPU və vektorların emalı üçün 64 bitli ixtisaslaşmış processor inteqrə edilmişdir.(şək.3.10). 5 mərhələli konveyer strukturuna malik CPU-nın RİSC nüvəsində 32 bitli ədədlər üzərində skalyar əməliyyatlar yerinə yetirir,32 bitli ünvan kodu hasil edilir.Uzunluğu 32/64bit olan hər bir CPU əmrində 1/2 əməliyyat göstərilə bilər.CPU tərəfindən ünvanlaşdırılan yaddaş həcmi 16QB, GPR və ünvan registrlərinin sayı 8 ədəddir.Nüvənin digər qurğularla məlumat mübadiləsi 2 ədəd giriş,1 ədəd çıxış daxili şinləri ilə yerinə yetirilir.
NM6403 modelli SREP-nin daxili strukturundakı GBİ və LBİ blokları uyğun olaraq 64 bitli xarici lokal/qlobal şinlərin proqramlanan interfeysləri funksiyalarını gerçəkləşdirir.Bu interfeyslərin hər birinə 4Qx32bit həcmli xarici yaddaş(DRAM,SRAM,FLASH ROM,EDO DRAM )qoşula bilər.Xarici şinlərin multiprosessorlu konfiqurasiyası üçün ümumi (paylanmış) yaddaş rejimi dəstəklənir.
CP1 və CP2 blokları identik kommunikasiya portları olub 2-istiqamətli və 8 bitli şinlərlə məlumat mübadiləsini təmin edir.Bunlar yüksək məhsuldarlıqlı multiprosessorlu sistemlərin qurulması üçün nəzərdə tutulmuşdur və TMS320C4x modelli SREP-lərin kommunikasiya portları ilə tamamilə uzlaşır.Hər bir CP portuna xarici şinlərə qoşulmuş yaddaş ilə 64bitli məlumat mübadiləsini yerinə yetirən DMA (Yaddaşa birbaşa müraciət) kontrolleri inteqrə edilmişdir.
Matrisli-vektorlu əməliyyatlar üçün əlavə processorun nüvəsindəki əməliyyat qurğusu(ƏQ) müxtəlif təyinatlı registrlərdən təşkil edilmişdir. ƏQ-nin strukturu 64x64 oyuqlu müntəzəm matris şəklindədir (şək.3.11).Matris sətr/sütünlara ixtiyari olaraq bölünə bilər və bu bölgüdən sonra yaranmış makro-oyuqlara Wij çəki əmsalları yüklənilir.Matrisin girişinə verilənlər vektoru X=(x1,...,xn ) daxil edilir.Burada X-nin hər bir elementinə matrisin müəyyən sətri uyğun gəlir.Matris sətrinin bitlərlə uzunluğu giriş verilənləri vektorunun uyğun elementinin bit sayına bərbərdir. Makro-oyuqlarda X vektorunun elementi Wij çəki əmsalına vurulur və yuxarı oyuğun qiyməti (Ui) ilə toplanır.Nəticədə matrisin hər bir sütunu üçün skalyar hasili Yi = Ui +SUM(Wij*xj) ifadəsi ilə hesablanmış olur.
Operandlar və çıxış kəmiyyətləri 64bitli kodda qablaşdırılır. ƏQ matrisində bütün əməliyyatlar paralel olaraq 1 takt ərzində yerinə yetirilir. Vektorlu processorda “kölgə” matrisi vardır ki,buraya fon rejimində Wij çəki əmsalları yüklənir. Proqram icra edilərkən “Kölgə” və işçi matrisləri arasındakı keçid 1 takt ərzində baş verir.
Vektorlu processorun əsas xüsusiyyəti ixtiyarı uzunluqlu(hətta 2n –dən fərqli) 1-64 bit olan operandlarla işləyə bilməsidir.Bununla da hesablama sürəti və dəqiqliyi arasında optimal nisbət əldə edilir:1bitli operandlarla 40MHs tezlikdə məhsuldarlıq 11520MMAC(hər san.-də mln.MAC,yəni yığımlı vurma əməliyyatı),yaxud 40000MOP(san.-də mln. MOP,yəni məntiqi əməliyyat ). 32bitli operandlar və 64 bitli nəticələr halında nominal məhsuldarlıq 40MMAC təşkil edir.Hesablama prosesində operandların uzunluğunun dinamik dəyişməsi izafi dəqiqliklə işləyən adi prosessorlardan fərqli olaraq məhsuldarlığı artırmağa imkan verir.
Çoxaxınlı arxitekturlu SREP-lərin digər nümayəndəsi NM6405 modelli DSP- dir. Bu model daxili strukturuna ADC və DAC sxemlərinin inteqrə edildiyi proqramlanan kontroller funksiyasını yerinə yetirir. NM6405 prosessoru genişzolaqlı analoq siqnallarının ilkin və təkrar emal üçün verilənlər axınının hasil edilməsi,eləcə də təkrar rəqəmli emaldan sonra analoq siqnalının bərpa edilməsi məqsədilə tətbiq edilir.Təkrar rəqəmli emal üçün adətən,NM6403/NM6404 modelləri istifadə edilir. NM6405-nin daxili strukturu şək.3.12-də verilir.
NM6405-nin 2Mb-lik((8Kx64)+(24Kx64)=32Kx64=221=2Mb) daxili yaddaşı yüksək tezlikli analoq siqnallarını qəbul edib yadda saxlamağa imkan verir.Çoxsaylı proqramlanan sayğacların və daxili/xarici kəsilmələr üçün mükəmməl sistemin olması DSP-nin analoq çıxışlarında tək-tək və yüksək tezlikli periodik dəyişən,eləcə də real zaman müddətində tələb olunan zaman xarakteristikalı siqnalların hasil edilməsinə imkan yaradır.Belə ki,bu siqnalların bütün qiymətləri DSP-nin daxili yaddaşında saxlanıla bilir.DSP-ə inteqrə edilmiş yüksək sürətli qurğular giriş siqnallarının proqramlanan güclənməsini,onların çıxış siqnalları ilə cəmlənməsini,çıxış siqnallarının proqramlanan faz sürüşməsini təmin edir.64 bitli xarici şin xarici yaddaşla ,yaxud xarici DSP ilə DMA rejimində məlumat(əmr,verilənlər) mübadiləsini təmin edir.Eləcə də sistemdəki digər DSP-lər NM6405-nin daxili yaddaşına ixtiyari rejimdə müraciət edə bilər.
NM6405 modelli DSP-nin əsas xarakteristikaları:
Tezliyi Fs =5-600MHs olan xarici generatordan sinxronlaşma 2 ədəd 6 bitli ADC hesabına tezliyi Fs,Fs/2,Fs/4 olan giriş siqnalların kvadratur emalı (600M seçim/s -ə qədər) 2 ədəd 8 bitli DAC tezliyi Fs /2, Fs /4 , Fs /8 olan çıxış siqnallarının təşkiledicilərini hasil edir(300M seçim/s -ə qədər)> Giriş və çıxış kvadratur siqnallarının rəqəmli emalı(detektorlanma, amplitudun hesabı, güclənməsi, toplanması, mikşerlənməsi )