Ommaviy parallelizmga ega kompyuter tizimlarining rivojlanish tarixi o'nlab yildan ko'proq davom etmoqda. Ehtimol, bu ilm-fan va texnologiyalarning ichki taraqqiyoti dunyo yutuqlari darajasida bo'lgan va ba'zi hollarda ulardan ustun bo'lgan kam sonli sohalardan biridir. DSP - protsessorlari raqamli signallarni qayta ishlash uchun mo'ljallangan - raqamli signallarni matematik manipulyatsiyasi. Ular simsiz tizimlarda, audio va video ishlov berish, boshqaruv tizimlarida keng qo'llaniladi. DSP-dan foydalanadigan ilovalar soni va ishlov berish algoritmlarining murakkabligi oshib borishi bilan, ularga tezlikni oshirish va jihozlash interfeysi va boshqa ixtisoslashgan tugunlarga nisbatan talablar oshmoqda.
Protsessor — kompyuteringizning eng muhim komponentlaridan bir sanaladi. Aynan ushbu komponentdan kompyuterni jamlashni boshlash kerak. Hozirda barcha forumlarda protsessorlarni solishtirish muhokama qilinadi. Asosan ushbu solishtirishlar Intel va AMD protsessorlar orasida bo’ladi. Protsessor kompyuterdagi barcha buyruqlarni ishlab chiqaradi.
Protsessor tanlashda kompyuterni ishlashini ko’rsatadigan belgilarga e’tibor qaratish kerak.
— Har bir yadroning chastotasi.
— Kesh (1,2,3 urovenli)
— Shinaning chastotasi.
— Fizik yadroning soni.
Har bir yadroning chastotasi.Kesh (1,2,3 pog’onali) Kesh — Operativ xotira va MP (Markaziy protsessor ) orasidagi aloqa bo’lib, unda ma’lum vaqtda unda murojaat qilinganlik to’g’risida ma’lumot joylashadi (oddiy qilib aytganda, hozirgi paytda ishlayotgan protsessor ma’lumotlari). Kesh operativ xotiraga qaraganda ancha tez. Boshqa so’z bilan aytganda, kesh xotirasiz, protsessor butun kuchi bilan ishlamagan bo’lardim biz esa qiyin bo’lmagan buyruqlarni ancha vaqt bajarilishini kutgan bo’lardik. Shuning uchun kesh xotira hajmi, protsessor kabi juda zarur. Kesh xotiraning 3 ta pog’onasi mavjud va siz ular bilan quyida tanishasiz: 1-pog’ona. Eng tez harakat qiluvchi ,shuning uchun eng kichik kesh xotiraga ega. Ijrolar uchun kamida 128 Kb ketadi. 2- pog’ona. 1-ga qaraganda sustroq harakat qiladi, ammo 3-pog’onaga qaraganda ancha tez bajaradi. Ijrolar uchun har bir yado uchun kamida 1Mb sarf qiladi 3-pog’ona. Protsessorning eng sust ishlaydigan keshi, ammo OZU ga qaraganda ancha tez ishlaydi. Ushbu kesh xotira katta hajmlarda uchraydi: 6-12 мб — optimal varianti. Kesh xotiraning ushbu pog’onasi ko’pyadroli protsessorlarda effektli ishlayapdi ( 3-yadroli va undan yuqori).
Narx borasida ular ikki yadroli protsessrorlardan katta farq qilmaydi, shuning uchun agar yuqori tezlanishda ishlashni hohlasangiz, yaxshisi pulni bunga tejab qolmang. Protsessor tanlashda hajmiga e’tibor qarating. Esda turingki, kesh xotira butun protsessorg mo’ljallangan, uning ayrim yadrolar uchun emas. Agar 6-yadroli protsessor sotib olayotgan bo’lsangiz, kesh xotiraning esa 2-pog’onаsi 3-6 Mbdan past bo’lsa, bu aniq siz uchun emas! Juda ko‘p kompyuter foydalanuvchilari Windows(Linux,..) operatsion tizimi bir nechta razryadlarga(x32, x64, x86) bo‘linishidan xabari bor. Shu qatorda ko‘p foydalanuvchilar bu nima uchun kerakligini bilishmaydi. Undan tashqari bu razryadlarga tegishli ko‘plab miflar ham mavjud.
Hozirgi kunda faqat 2 tipdagi razryadlar mavjud bo‘lib, bular x32 va x64 dir. X86 esa x32 ning sinonimi hisoblanadi(qayerdadir x86 razryad bilan uchrashib qolsangiz, bilinki bu x32 dir). Agar bitta o‘rnatiladigan diskda ham 32 ham 64 razryadli operatsion tizimlar mavjud bo‘lsa, o‘rnatish jarayonida sizga tanlashga imkon beradi. Odatiy o‘rnatilish(по умолчание) x32 o‘rnatiladi.
Bu razryadlarni qaysi biri o‘rnatilganini qayerdan bilish mumkin? Demak Мой компьютер ga sichqonchani o‘ng tomoni bosilib, свойство bandiga kiriladi va ekranda quyidagi oyna paydo bo‘ladi(Rasmda windows 7 uchun ko‘rsatilgan, XP va boshqa distributivlarda salgina farq qilish mumkin ).
Faqat operatsion tizim emas, balki dasturlar, drayverlar ham razryadlarga bo‘linadi. Bu dasturlar(drayverlar)operatsion tizim razryadiga qarab o‘rnatiladi. Agar tizim x32 razryadga ega bo‘lsa, faqat x32 razryadli dastur va drayverlar o‘rnatiladi(x64 li dastur va drayverlar tushmaydi). Agar tizim x64 razryadga ega bo‘lsa, x64 li dasturlar ham x32li dasturlar ham o‘rnatilishi mumkin. Bu degani x64 li kuchli deganidir.Demak, 2 darajali ma’lumotlar bilan tanishib chiqdik, endi asosiy masalaga o‘tamiz, O‘zi ular nima? Bu razryadlar dasturlarni va ma’lumotlarni qayta ishlash tezligini o‘rnatadi. Oddiy qilib aytadigan bo‘lsak, x64 razryadli yadrolar bir vaqtning o‘zida 64 Gb va undan ortiq operativ xotira bilan ishlay oladi, bu asosan ko‘p yadroli protsessorlar uchundir. x32 razryadli yadrolar faqat 4 Gb operativ xotira bilan ishlay oladi va faqat x32 li dasturlarni bir vaqtning o‘zida 3 Gb operativ xotira bilan ishlata oladi. Bu degani agar sizda 8 Gb operativ xotira bo‘lsa va siz x32 li operatsion tizim o‘rnatsangiz faqat 4 Gb xotira ishlaydi, qolgani bekor yotadi(effektiv emas).
x64 razryadli operatsion tizimlar ham 32 ham 64 li dasturlarni ishga tushira oladi, lekin aksincha emas. x64 razryadli versiya ko‘protsessorli va ko‘pyadroli hisoblanadi, shuning uchun, agar sizda minimum 2 ta yadro bo‘lsa, x64 li o‘tish foydadan holi bo‘lmaydi. Agar operativ xotira 4 Gb dan kam bo‘lsa, o‘tish tavsiya qilinmaydi. x64 razryadli drayverlar, dasturlar va operatsion tizimlar x32 ga qaraganda hajmi biroz kattaroq hisoblanadi. Agar siz x32 li da x64 li dasturni ishga tushirsangiz, razryadlarning mos emasligi haqida ma’lumot olasiz.
Xullas shunaqa gaplar. Qisqa qilib aytganda x64 asosan server mashinalariga(Itanium protsessor) o‘rnatiladi, lekin hozirgi rivojlanish davrida oddiy ishchi kompyuterlarga ham x64 razryadli operatsion tizim va dasturlar o‘rnatilmoqda.
Sistema blokining tarkibi:
Oziqlanish bloki, sistema platasi, operativ hotira sxemalari, xotiraning boshqa turlari, portlar, kengaytirish slotlari, shinalar.
Kompyuterning asosiy korpusidagi qurilma va vositalarni yetarlicha energiya bilan ta`minlovchi moslama kompyuterninig energiya blokidir. Uning asosiy vazifasi aytilgan vositalarni energiya bilan ta`minlash, havo almashtirish va protsessor ichini sovutishdir, chunki ko`pgina komponentlar energiya bloki, protsessor va vinchester uzluksiz ish vaqtida qizib ketadi.
Agar ishonchli havo almashtirish ta`minlanmasa, komp'yuter ichki qismlari qizib ketishi va to`xtab qolishiga sabab bo`ladi.
Bundan tashqari kuchlanishlar tez-tez o`zgaradigan, katta kuchlanishli toklar o`tadigan joylarda energiya blokining ishonchliligi katta axamiyatga ega.
Kompyuter sotib olishda energiya blokining quvvatini aniqlab oling. U kamida 200-250 vatt bo`lishi kerak, aks holda u qo`shimcha qattiq disk (vinchester),
Portlar parallel (LPT), ketma-ket (COM) va universal ketma-ket (USB) turlarga bo'linadi. Ketma-ket port protsessordan ma'lumotlarni baytlarda oladi va qurilmalarga bitlarda uzatadi, parallel port esa baytlarda olib baytlarda uzatadi. Odatda, sichqoncha va modem ketma-ket portlarga, printer parallel portga ulanadi. Juda ko'p asosiy platalarda sichqoncha va klaviatura doiracha shaklidagi PS/2 bo'lmaga ulanadi. Hozirgi kunda
universal ketma-ket portga sichqoncha, klaviatura va boshqa qurilmalarni ulash imkoni bor. Odatda, asosiy plataning ajralmas qismi sifatida qaraladigan doimiy xotira qurilmasi (DXQ, ing. ROM - Read Only Memory - faqat o'qish uchun xotira) mikrosxema ko'rinishida tashkil etilgan bo'lib, quvvat manbaiga bog'liq bo'lmagan holda ma'lumotlarni saqlash uchun xizmat qiladi. Doimiy xotira qurilmasida kompyuterning kiritish- chiqarish asosiy sistemasi (BIOS - Basic Input-Output System) haqidagi doimiy axborot saqlanadi. Protsessorni mikroprotsessor yoki CPU (ya'ni, Central Processing Unit - markaziy protsessor) deb ham atashadi. Protsessor arifmetik va mantiqiy amallarni bajaradi, xotira bilan bog'lanadi va barcha qurilmalar ishini boshqaradi.
Zamonaviy kompyuterlarda protsessor vazifasini 10 mm kvadratdan ham kichik yuzali yagona yarim o'tkazgichli kristalda (kremniy yoki germaniy) joylashgan millionlab mitti tranzistorlardan tashkil topgan mikro-protsessor, ya'ni o'ta zich integral sxema bajarmoqda. Misol sifatida ko'radigan bo'lsak, Intel Pentium Pro mikroprotsessori o'z ichida 5,5 milliondan ortiq tranzistorlarni saqlaydi.
Protsessorning ish unumdorligi uning tezligi (taktli chastota) va razryadlar soni bilan belgilanadi. Tezlik protsessorning 1 sekundda bajargan amallar miqdori bilan belgilanadi va Gs (gers) bilan ifodalanadi. Masalan, i8086 protsessori 10 MGs (sekundiga 10 million amal) tezlikka ega bo'lsa, Intel Pentium IV protsessori uchun bu ko'rsatkich 1700 MGs va undan yuqoridir. Protsessorning razryadlari soni uning bir vaqtning o'zida baravariga ishlashi mumkin bo'lgan bitlar miqdori bilan aniqlanadi. Hozirgi kunda 16, 32, 64, 128 razryadli protsessorlar keng qo'llanilmoqda. Protsessorning tezligini oshirish maqsadida hozirgi vaqtda kesh-xotira, turli matematik soprotsessorlar kabi vositalardan foydalanish yo'lga qo'yilgan. Shu kunlarda protsessorlarning ko'p yadroli turlari ishlatilmoqda.
Protsessor, asosan, quyidagi qismlardan iborat:
* arifmetik-mantiqiy qurilma;
* ma'lumotlar va adreslar shinasi;
* registrlar;
* buyruq jamlagichi;
* kesh, ya'ni kichik hajmli o'ta tezkor xotira;
* qo'zg'aluvchan vergulli sonlar matematik soprotsessori.
Aniq protsessorga mos i80386, 16/32 yozuvi ushbu protsessor 16 razryadli berilganlar shinasi va 32 razryadli adreslar shinasiga ega ekanligini, ya'ni bir vaqtning o'zida 16 bit axborot va 232= 4 Gbayt hajmdagi adreslar (adreslar sohasi) bilan ishlash imkoniyati mavjudligini bildiradi.
Zamonaviy tizimlarning raqamli standartlarga tez o'tish jarayoni katta hajmdagi ma'lumotlarni qayta ishlashni talab qildi. Signallar bilan murakkab operatsiyalar, masalan, siqilgan audio va video ma'lumotlarni ochish, ma'lumot oqimlarini yo'naltirish va boshqalar. yuqori samarali hisoblash tizimlaridan foydalanishni talab qiladi. Bunday tizimlar turli elementar bazalarda amalga oshirilishi mumkin, ammo Raqamli signal protsessorlariga (DSP) asoslangan qurilmalar eng ko'p qo'llaniladi.
Ommaviy parallelizmga ega kompyuter tizimlarining rivojlanish tarixi o'nlab yildan ko'proq davom etmoqda. Ehtimol, bu ilm-fan va texnologiyalarning ichki taraqqiyoti dunyo yutuqlari darajasida bo'lgan va ba'zi hollarda ulardan ustun bo'lgan kam sonli sohalardan biridir. DSP - protsessorlari raqamli signallarni qayta ishlash uchun mo'ljallangan - raqamli signallarni matematik manipulyatsiyasi. Ular simsiz tizimlarda, audio va video ishlov berish, boshqaruv tizimlarida keng qo'llaniladi.
DSP-dan foydalanadigan ilovalar soni va ishlov berish algoritmlarining murakkabligi oshib borishi bilan, ularga tezlikni oshirish va jihozlash interfeysi va boshqa ixtisoslashgan tugunlarga nisbatan talablar oshmoqda. Bugungi kunga kelib, DSP ning ko'pgina turlari mavjud, ular universal va juda tor vazifalarga Modul ilmiy-texnik markazi VLSI L1879VM1 (NM6403) va 1879VM2 (NM6404) ni o'z ichiga olgan raqamli signallarni qayta ishlash protsessorlari (DSP) NeuroMatrix oilasini ishlab chiqdi, va uzoq muddatda - 1879VM4 (NM6405) uchinchi avlod protsessor. Dastlab, asabiy jarayonlarni qo'llab-quvvatlash uchun taxtalarni yaratishda, STC mutaxassislari chet el DSP-laridan foydalanganlar. Biroq, ularning arxitekturasi hal qilinadigan vazifalar sinfiga mos kelmadi va vaqt o'tishi bilan "Modul" mutaxassislari nafaqat o'zingizning DSP protsessoringizni ishlab chiqish, balki uni xorijiy analoglardan ham yaxshiroq qilish mumkin degan xulosaga kelishdi. Bunday qurilma NeuroMatrix
Ushbu oilaning o'ziga xos xususiyati - bu qurilmalarning yuqori ishlashi va narx nisbati
neuroMatrix oilasining protsessorlari - bu RLIC arxitekturasining yuqori samaradorlikka ega hisoblash asboblari bo'lib, ular VLIW (Juda uzun yo'riqli so'z - juda uzun buyruqli so'z), SIMD (yakka tartibdagi bir nechta ma'lumot) va superscalar elementlariga ega. Ular 64-bitli vektorli apparatlardagi matritsa va vektorli operatsiyalarni qo'llab-quvvatlaydi, bunda ma'lumotlar yig'iladi (qo'shimcha sobit nuqtali kodda). Har bir vektor ixtiyoriy sig'imning bir nechta elementlaridan iborat bo'lishi mumkin, ammo vektorning barcha elementlarining umumiy sig'imi 64 bit bo'lish
L1879VM1 protsessori etti yildan ko'proq vaqtdan beri mavjud. U Samsung tomonidan 0,5 mikron texnologik standartlarga ega CMOS texnologiyasi bo'yicha ishlab chiqariladi. Protsessor 40 MGts gacha bo'lgan chastotalarda -40 ... + 85 ° C gacha bo'lgan harorat oralig'ida ishlaydi va 3.0–3.6 V. dan kuchlanish. 1999 yilda ushbu protsessorning Mikroprotsessor yadrosidan foydalanish uchun litsenziya Fujitsu tomonidan olingan. L1879BM1 32 bitli skorali ma'lumotlar va 64 bitli blok ma'lumotlarga kiritilgan 1 dan 64 gacha bo'lgan dasturlashtiriladigan bitlarning vektor ma'lumotlari bilan ishlashni qo'llab-quvvatlaydi. NeurOMATRIX NM6403 neyron signal protsessor.
soat chastotasi - 40 MGts;
0,5 - mikron CMOS texnologiyasi;
turar joy 256BGA;
kuchlanish 2,7 dan 3,6 V gacha;
50 MGts chastotada 1,3 Vt quvvat sarfi;
ish sharoitlari: -60 ... + 85C.
32-bitli RISC 32-bitli ma'lumotlarga skalif arifmetik, mantiqiy va siljish operatsiyalarini bajaradigan, 5 bosqichli quvurlar bilan ishlaydigan, shuningdek dasturning bajarilishini boshqaruvchi protsessor. RISC protsessori asl yo'riq tizimidan foydalanadi. Buyruqlar 32 va 64 bitli bo'lib, bitta buyruq odatda ikkita operatsiyani belgilaydi: arifmetik va kiritish-chiqish; 64-bitli ma'lumotlar vektorlarida arifmetik va mantiqiy amallarni bajaradigan vektorli tugun; Ikki xil 64 bitli tashqi xotira interfeysi - mahalliy (LMI) va global (GMI). Har bir interfeys SRAM / DRAM kabi tashqi xotiraning ikkita banki bilan umumiy sig'imi 8 GB (231 32 bitli hujayralar) bilan ishlashga imkon beradi.
Shunday qilib, mavjud manzil maydoni 16 Gb (2-rasm). Almashinish 32 va 64 bitli.
LMI va GMI interfeyslari boshqa protsessor bilan umumiy xotirani almashishni qo'llab-quvvatlaydi;
Texas Instruments DSP TMS320C4x portlariga (CP0 va CP1) mos keladigan ikkita protsessor almashinuvi uchun ikkita baytli aloqa kirish / chiqish porti;
Xotiraga to'g'ridan-to'g'ri kirish protsessori (DAP), almashish
Xotira va portlar orasidagi 64 bitli ma'lumotlar;
Sizga tashqi avtobuslardan birini oltita ichki avtobusning biriga dinamik ravishda ulashga imkon beruvchi ma'lumotlar uzatgichi: IB buyruq avtobuslari, SDIB / SDOB skalyar ma'lumotlarni kiritish / chiqarish, VDIB / VDOB vektorli kirish / chiqish ma'lumotlari, shuningdek, WB kirish og'irligi avtobusi bilan. Barcha shinalar 64 bitli. Raqamli uzatish analog uzatishga qaraganda ancha kechroq ishlatila boshlandi. Buning sababi shundaki, bunday signalni saqlash ancha oson va o'sha paytdagi texnologiya unchalik rivojlangan emas edi.
Har bir inson doimo "diskretlik" tushunchasiga duch keladi. Agar siz ushbu so'zni lotin tilidan tarjima qilsangiz, u "uzilish" degan ma'noni anglatadi. Ilm-fanga chuqur kirib, shuni aytishimiz mumkinki, diskret signal - bu tashuvchining vaqtini o'zgartirishni nazarda tutadigan ma'lumotni uzatish usuli. Ikkinchisi barcha mumkin bo'lgan har qanday qiymatni oladi. Chipdagi tizimlarni ishlab chiqarish to'g'risida qaror qabul qilingandan so'ng, endi diskretlik fonga o'tmoqda. Ular ajralmas bo'lib, barcha komponentlar bir-biri bilan chambarchas bog'liq.do'st. Diskretlikda hamma narsa aksincha - har bir tafsilot tugallanadi va maxsus aloqa liniyalari orqali boshqalarga ulanadi.
Signal - bu bir yoki bir nechta tizimlar tomonidan kosmosga uzatiladigan maxsus kod. Bu ibora umumiydir. Axborot va aloqa sohasida signal - bu xabarlarni uzatish uchun ishlatiladigan har qanday ma'lumotlarning maxsus tashuvchisi. U yaratilishi mumkin, lekin qabul qilinmaydi, oxirgi shart ixtiyoriy. Agar signal xabar bo'lsa, uni "tutish" zarur deb hisoblanadi. Ta'riflangan ma'lumotlarni uzatish kodi matematik funktsiya tomonidan berilgan. Bu parametrlarning barcha mumkin bo'lgan o'zgarishlarini tavsiflaydi. Radiotexnika nazariyasida bu model asosiy hisoblanadi. Unda shovqin signalning analogi deb nomlangan. Bu uzatiladigan kod bilan erkin oʻzaro taʼsir qiladigan va uni buzadigan vaqt funksiyasi. Maqolada signal turlari tasvirlangan: diskret, analog va raqamli. Ta'riflanayotgan mavzu bo'yicha asosiy nazariya ham qisqacha berilgan. Signal tasnifining bir nechta turlari mavjud. Turlari nima ekanligini ko'rib chiqing.
Ma'lumot tashuvchining jismoniy tashuvchisiga ko'ra, elektr signali, optik, akustik va elektromagnit ajratiladi. Yana bir qancha turlari bor, lekin ular kam ma'lum.
Sozlash usuliga ko`ra signallar muntazam va tartibsizlarga bo`linadi. Birinchisi analitik funktsiya tomonidan belgilanadigan deterministik ma'lumotlarni uzatish usullari. Tasodifiy bo'lganlar ehtimollik nazariyasi tufayli tuzilgan va ular turli vaqt oralig'ida har qanday qiymatlarni ham oladilar.
Barcha signal parametrlarini tavsiflovchi funktsiyalarga qarab, ma'lumotlarni uzatish usullari analog, diskret, raqamli (darajali kvantlangan usul) bo'lishi mumkin. Ular ko'plab elektr jihozlarini quvvatlantirish uchun ishlatiladi.
Endi oʻquvchi signalizatsiyaning barcha turlarini biladi. Ularni tushunish hech kimga qiyin bo'lmaydi, asosiysi biroz o'ylab ko'rish va maktab fizikasi kursini eslash. Signal unda shifrlangan ma'lumotni uzatish va qabul qilish uchun qayta ishlanadi. U chiqarilgandan so'ng uni turli usullarda ishlatish mumkin. Ayrim hollarda u qayta formatlanadi. Barcha signallarni qayta ishlashning yana bir sababi bor. Bu chastotalarni biroz siqishdan iborat (ma'lumotga zarar bermaslik uchun). Shundan so'ng, u formatlanadi va sekin tezlikda uzatiladi. Maxsus usullar analog va raqamli signallarda qo'llaniladi. Xususan, filtrlash, konvolyutsiya, korrelyatsiya. Ular signal shikastlangan yoki shovqin bo'lsa, uni qayta tiklash uchun kerak.
Ko'pincha signallarni ishlab chiqarish uchun analog-raqamli (ADC) va raqamli-analog (DAC) konvertorlari kerak bo'ladi. Ko'pincha, ikkalasi ham faqat DSP texnologiyalaridan foydalangan holda qo'llaniladi. Boshqa hollarda, faqat DAC foydalanish mumkin. Yaratishdaraqamli usullardan keyingi foydalanish bilan jismoniy analog kodlar maxsus qurilmalardan uzatiladigan qabul qilingan ma'lumotlarga tayanadi. Signal diapazoni desibellarda ifodalangan yuqori va past tovush darajalari orasidagi farq bilan hisoblanadi. Bu butunlay ish va ishlash xususiyatlariga bog'liq. Gap ham musiqiy treklar, ham odamlar o'rtasidagi oddiy dialoglar haqida bormoqda. Agar, masalan, yangiliklarni o'qiyotgan diktorni oladigan bo'lsak, uning dinamik diapazoni 25-30 dB atrofida o'zgarib turadi. Asarni oʻqiyotganda esa u 50 dB gacha oʻsishi mumkin.
Analog signal ma'lumotlarni uzatishning vaqt bo'yicha uzluksiz usulidir. Uning kamchiligi shovqinning mavjudligi bo'lib, ba'zida ma'lumotlarning to'liq yo'qolishiga olib keladi. Ko'pincha shunday holatlar bo'ladiki, kodning qayerda muhim ma'lumotlar borligini va odatiy buzilishlar qayerda ekanligini aniqlashning iloji bo'lmaydi. Shuning uchun raqamli signalni qayta ishlash juda mashhur boʻlib, asta-sekin analogni almashtirmoqda. Raqamli signal maxsus ma'lumotlar oqimi bo'lib, u diskret funktsiyalar bilan tavsiflanadi. Uning amplitudasi allaqachon berilganlardan ma'lum bir qiymatga ega bo'lishi mumkin. Analog signal katta miqdordagi shovqinni qabul qilishga qodir bo'lsa-da, raqamli signal qabul qilingan shovqinning katta qismini filtrlaydi.
Bundan tashqari, ushbu turdagi ma'lumotlarni uzatish keraksiz semantiksiz ma'lumotlarni uzatadi.yuklar. Bir vaqtning o'zida bir nechta kodlarni bitta jismoniy kanal orqali yuborish mumkin. Raqamli signalning turlari mavjud emas, chunki u ma'lumotlarni uzatishning alohida va mustaqil usuli sifatida ajralib turadi. Bu ikkilik oqimdir. Hozirgi vaqtda bunday signal eng mashhur hisoblanadi. Buning sababi foydalanish qulayligi. Raqamli elektr signalining boshqalardan farqi nimada? Repetitorda to'liq regeneratsiyani amalga oshirishga qodir ekanligi. Eng kichik shovqinli signal aloqa uskunasiga kirsa, u darhol o'z shaklini raqamli shaklga o'zgartiradi. Bu, masalan, teleminoraga shovqin effektisiz yana signal hosil qilish imkonini beradi. Agar kod allaqachon katta buzilishlar bilan kelgan bo'lsa, afsuski, uni qayta tiklab bo'lmaydi. Taqqoslash uchun analog aloqani oladigan bo'lsak, shunga o'xshash vaziyatda takrorlash qurilmasi ko'p energiya sarflab, ma'lumotlarning bir qismini olishi mumkin. Turli formatdagi uyali aloqani muhokama qilganda, raqamli chiziqda kuchli buzilish bilan gaplashish deyarli mumkin emas, chunki so'zlar yoki butun iboralar eshitilmaydi. Analog ulanish bu holatda samaraliroq, chunki siz suhbatni davom ettirishingiz mumkin. Ana shunday muammolar tufayli takrorlagichlar aloqa liniyasidagi boʻshliqni kamaytirish uchun tez-tez raqamli signal hosil qiladi.
Endi har bir inson oʻz telefonida mobil telefon yoki qandaydir “teruvchi”dan foydalanadikompyuter. Qurilmalar yoki dasturiy ta'minotning vazifalaridan biri signalni uzatishdir, bu holda ovozli oqim. Uzluksiz to'lqinni o'tkazish uchun yuqori darajadagi tarmoqli kengligi bo'lgan kanal kerak bo'ladi. Shuning uchun diskret signaldan foydalanish to'g'risida qaror qabul qilindi. U to'lqinning o'zini emas, balki uning raqamli shaklini yaratadi. Nima sababdan? Chunki uzatish texnologiyadan keladi (masalan, telefon yoki kompyuter). Ushbu turdagi axborot uzatishning afzalliklari nimada? U uzatiladigan maʼlumotlarning umumiy hajmini kamaytiradi, shuningdek, ommaviy yuborishni osonlashtiradi. “Diskretlashtirish” tushunchasi uzoq vaqtdan beri kompyuter texnologiyalarida doimiy ravishda qo'llanilgan. Bunday signal tufayli maxsus belgilar va harflar bilan to'liq kodlangan doimiy ma'lumot emas, balki maxsus bloklarda to'plangan ma'lumotlar uzatiladi. Ular alohida va to'liq zarralardir. Ushbu kodlash usuli uzoq vaqtdan beri fonga o'tkazildi, ammo butunlay yo'qolmadi. Uning yordamida siz kichik ma'lumotlarni osongina uzatishingiz mumkin. Uskunani sotib olayotganda, deyarli hech kim u yoki bu qurilmada qanday turdagi signallardan foydalanishi va undan ham ko'proq atrof-muhit va tabiat haqida o'ylamaydi. Ammo ba'zida siz hali ham tushunchalar bilan shug'ullanishingiz kerak. Analog texnologiyalar talabni yo'qotayotgani uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lib kelgan, chunki ulardan foydalanish mantiqiy emas. Buning o'rniga raqamli aloqa keladi. Siz nima xavf ostida ekanligini va insoniyat nimani rad etishini tushunishingiz kerak. Qisqasi,analog signal - bu ma'lumotni vaqtning uzluksiz funktsiyalari bilan tavsiflashni nazarda tutadigan axborotni uzatish usuli. Aslida, maxsus gapiradigan bo'lsak, tebranishlar amplitudasi ma'lum chegaralar ichida bo'lgan har qanday qiymatga teng bo'lishi mumkin.
Raqamli signalni qayta ishlash diskret vaqt funksiyalari bilan tavsiflanadi. Boshqacha qilib aytganda, bu usulning tebranish amplitudasi qat'iy belgilangan qiymatlarga teng. Nazariyadan amaliyotga o'tadigan bo'lsak, shuni aytish kerakki, analog signal shovqin bilan tavsiflanadi. Raqamli bilan bunday muammolar yo'q, chunki u ularni muvaffaqiyatli "tekislaydi". Yangi texnologiyalar tufayli ma'lumotlarni uzatishning bu usuli olimning aralashuvisiz o'z-o'zidan barcha asl ma'lumotlarni qayta tiklashga qodir. Televideniye haqida gapirganda, biz allaqachon ishonch bilan aytishimiz mumkin: analog uzatish o'zining foydaliligini uzoq vaqtdan beri o'tkazib yubordi. Aksariyat iste'molchilar raqamli signalga o'tmoqda. Ikkinchisining kamchiliklari shundaki, agar biron bir qurilma analog uzatishni qabul qilishga qodir bo'lsa, u holda yanada zamonaviy usul faqat maxsus texnikadir. Eskirgan usulga bo'lgan talab uzoq vaqtdan beri pasaygan bo'lsa-da, bu turdagi signallar hali ham kundalik hayotdan butunlay yo'qolib keta olmaydi.
NM6403 protsessoridan foydalanib raqamli signalni qayta ishlash
Umumiy NM6403 protsessor raqamli signalni qayta ishlashning barcha funktsiyalarini bajaradi. Mahalliy avtobusga yuqori tezlikda statik xotira ulanadi, unga protsessor bajariladigan kod kompyuter yordamida 1-port porti orqali tizim qayta tiklangandan so'ng yuklanadi. Barcha atrof-muhit qurilmalari Altera EPM7512AETC144 FPGA orqali global avtobusga ulangan. Ushbu chip quyidagi funktsiyalarni bajaradi:
AD9240 ADC ma'lumotlarini o'qish
AD9754 DAC uchun ma'lumotlarni yozish
ADC va DAC uchun 40 MGts chastotali tizimni ajratish.
Multiplekserni boshqarish
LEDni boshqarish
NM6403 interfeysi – kompyuter NM6403 protsessorining kompyuter bilan o'zaro aloqasi aloqa 1 va kompyuterning parallel porti yordamida amalga oshiriladi. Minimal mikrosxemaga ega bo'lgan ushbu elektron kompyuterga NM6403 protsessorining ishlashini to'g'ridan-to'g'ri boshqarish imkonini beradi NM6403 protsessor
Statik operativ xotira
Mahalliy avtobus
Periferik interfeys (Altera)
Global avtobus
Comm. 1-port
LPT kompyuter porti bilan interfeys
LED
40 MGts DAC
Sozlanadigan signal kuchaytiruvchisi
ADC
Sozlanadigan signal kuchaytiruvchisi
Multipleksor
Analog chiqish
Analog kirishlar
Jtag
Qayta tiklash
Keyinchalik dizayn xususiyatlarini tavsiflash uchun nm6403_lpt.pdf chizmasiga murojaat qilinadi. Interfeys ikkita 74NS08 U9, U10 mikrosxemalarida va bitta 74Ns32 U11 mikrosxemasida - B, C 1,2 kvadratchalarda chizilgan. U9 parallel portning ikki tomonlama boshqaruv chiziqlariga ulangan boshqaruv chiziqlarini (disklarni) hosil qiladi. U10 portning kirish liniyalariga ulangan boshqaruv chiziqlarini (ma'nosini) hosil qiladi. Cheklov rezistorlar kompyuterga va NM6403 portlariga zarar etkazilishining oldini oladi. Muayyan LPT port liniyalarini o'qish va yozish sizga NM6403 aloqa portining boshqaruv liniyalari qabul qilish yoki uzatish rejimida yoki yo'qligini aniqlashga imkon beradi. Masalan, agar P4.17 chizig'iga yuqori va undan keyin past kuchlanish darajasi qo'llanilsa, P4.11 chizig'idagi kuchlanish ushbu qiymatlarni takrorlasa, NM6403 protsessorining CREQ1 liniyasi qabul qilish rejimida bo'ladi. Agar P4.11 pinidagi kuchlanish P4.17 pinidan qat'iy nazar doimiy bo'lib qolsa, NM6403 protsessorining CREQ1 uzatish rejimida bo'ladi. Xuddi shu narsa aloqa portining boshqa barcha nazorat chiziqlari uchun ham amal qiladi. C tilidagi oddiy funktsiyalar LPT portining kommutatorga nisbatan ancha sekinroq bo'lishiga qaramay, port liniyalariga zarar bermasdan ma'lumot uzatish yo'nalishini o'zgartirishga imkon beradi. NM6403 protsessor portlari. Shovqinni kamaytirish uchun faol tizim (masalan, dvigatel chiqqandan past chastotali shovqin, avtomobil yo'lovchilar xonasida shovqin, avialayner va boshqalar) zamonaviy raqamli signallarni qayta ishlash imkoniyatlariga asoslangan real vaqt rejimida ishlaydigan moslashuvchan filtrlash tizimi. Chastotalar juda past bo'lsa-da va shuning uchun namuna olish tezligi bir necha kHz bo'lsa ham, yuqori tezlikda ma'lumotlarni katta hajmda qayta ishlash talab etiladi. Apparat va dasturiy ta'minotga qo'yiladigan talablardan biri bu kirish shovqin dinamikka etib borgunga qadar tizimning elektr kanalida ma'lumotlarni qayta ishlashni to'liq ta'minlash qobiliyatidir. Tizimdagi yana bir cheklash shundaki, elektr modeli shovqinni kamaytirish diapazonining pastki chastotasida to'g'ridan-to'g'ri akustik kanalning uzatish funktsiyasini maqbul aniqlik bilan tasvirlash uchun etarli uzunlikka ega bo'lishi kerak. Ushbu cheklash qat'iy belgilangan arifmetikada ishlatilganda eng qattiq bo'ladi.
Faol bo'shatish tizimlarida DSP-dan foydalanish sifat ko'rsatkichlarini sezilarli darajada yaxshilaydi va tizimlarning umumiy narxini pasaytiradi. Shovqin maydoni sensorlaridan olingan raqamli raqamli signalni qayta ishlash, shuningdek filtrlash parametrlarini tezda o'zgartirish - bu DSP-ning analog filtrlash usullariga nisbatan afzalliklari aniq bo'lgan vazifalar. Ushbu muammoni hal qilish uchun shovqin signalining "antifazasi" fazaviy siljishga ega bo'lmasligi uchun audio signallarni yuqori tezlikda qayta ishlash kerak.
To'lqin maydonlarini faol boshqarish tizimlarining ba'zi aniq misollari. Shunday qilib, past chastotali shovqinlardan individual akustik himoyani kuchaytirish uchun faol minigarnituralar ishlatiladi (2-rasm). Faol minigarnituralar - bu mikroprosessor boshqaruv bloki va o'rnatilgan miniatyurali emitentlar tizimi bo'lgan engil minigarnituralar dizayni. Ular yuqori shovqinli texnologik uskunalar, elektr stantsiyalari, aviatsiya uchuvchilari va boshqalarning texnik xizmatlarini himoya qilish uchun ishlatiladi. Shuningdek, transport vositalarida (avtoulovlar, elektropoezdlar, samolyotlar va boshqalar) faol shovqinni bostirish tizimlaridan keng foydalaniladi. Ammo, agar kabinada shovqin signallariga qo'shimcha ravishda foydali ma'lumot manbalari mavjud bo'lsa, masalan, avtoulovning audio tizimidan, unda o'rnatilgan faol bo'shatish tizimining (SAG) ishlashi deyarli butunlay blokirovka qilingan. Tashqi shovqin maydoni sifatida SAG shovqin miqdori va foydali signalni qabul qiladi va natijada musiqa signalining past chastotali qismlarining darajasi sezilarli darajada kamayadi. Ikki kanalli audio tizimni avtomobil ichki qismida o'rnatilgan SAG bilan birgalikda ishlatish muammosining echimi 9 sekund. MIS tizimidan foydalanmasdan va foydalanmasdan LMS algoritmining yaqinlashuv vaqti. "SAG - audio" gibrid tizimi musiqiy signallarning shovqinini bostirish usulidan foydalanadi, bu esa ovoz signalini bo'shatish xatosi sensori signalidan chiqarib tashlashga imkon beradi. Bu xato sensori chiqishida audio signal darajasini aniq baholash uchun maxsus LMS filtrni sozlash algoritmlaridan foydalanishni talab qiladi. Shovqinni bostirish usuli moslashuvchan ravishda musiqiy qismlarni tanib olish va ularni xato signalidan chiqarib olish imkonini berishi kerak. Shovqinni bostirishdan foydalanmasdan, LMS algoritmining konvergentsiya vaqti sezilarli darajada oshadi va tashqi shovqin kamayadi. Usulni qo'llash nafaqat söndürme samaradorligini 3-5 dB ga oshirishga, balki algoritmning yig'ilish vaqtini qisqartirishga imkon beradi (3-rasm).
Xulosa
Bitta buyruqlar tsiklida, bir nechta avtobuslarda, chipdagi dastur va ma'lumotlarning xotirasida, tashqi avtobus interfeysida, standart tashqi qurilmalarda (ketma-ket portlar, umumiy foydalanish uchun taymerlar, real vaqt rejimida ishlaydigan taymer, umumiy maqsadlar uchun kirish / chiqish portlari (GPIO) bajariladigan samarali ko'rsatmalar to'plami. ) va disk raskadrovka porti DSP56800 oilasini real vaqt rejimida boshqarish vazifalarini mukammal hal qiladi. NM6403 protsessori (L1879BM1) o'rtacha quvvat sarfi bilan yuqori ishlashni talab qiladigan bir qator dasturlarda qo'llaniladi. NeuroMatrix® oilasining mahalliy protsessorlari yangi sinf vektor-konveyer DSP vakillaridir. Ular nisbatan past apparat xarajatlari va kam quvvat iste'moli bilan katta ma'lumot oqimlarini qayta ishlash vazifalari bo'yicha yuqori ko'rsatkichlar bilan ajralib turadi. Quvurni chuqurlashtirish va past topologik dizayn standartlariga ega bo'lgan boshqa texnologiyalarni joriy qilish orqali protsessorlar oilasining ishlov berish quvvatini yanada oshirish yo'llari ko'rib chiqilmoqda. Matritsali-vektorli operatsiyalarni apparat qo'llab-quvvatlashi va pastki bit chuqurlikdagi ma'lumotlarni qayta ishlashda samaradorlikni oshirish imkoniyati tufayli NeuroMatrix® protsessorlari videolarni qayta ishlash, naqshlarni aniqlash, signallarni qayta ishlash, radar, telekommunikatsiya, navigatsiya va boshqa ko'plab sohalarda keng ko'lamli muammolarni hal qilish uchun ishlatilishi mumkin. Ko'p protsessorli tizimlarni qurish uchun o'rnatilgan vositalar tufayli ular parallel hisoblash tizimlarini yaratishda asosiy bloklar sifatida ishlatilishi mumkin.
Foydalanilganadabiyotlar
Шахнович И. Отечественный процессор цифровой обработки сигналов NM6403 – чудо свершилось. – ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ,
Texas Instruments Europe. Implementation of an Image Processing Library for the TMS320C8X (MVP). – BPRA059, July,
Борисов Ю. Комплекс «Трафик-Монитор» на базе процессора Л1879ВМ1. Особенности разработки. – ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ
Мушкаев С. Оценка производительности корреляционных мер сходства в задачах полного поиска движения на процессоре NM6403. – Сборник докладов научно-технической конференции «Молодежь в науке»
5. Голд Б., Рейдер. Цифровая обработка сигналов. Под ред. / А.М. Трах
6.Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов - М.: Бином-ПРЕСС, 2006.
7. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов - СПб.: Питер, 2007,
8.Гадзиковский В.И. Теоретические основы цифровой обработки
9.Шахнович И. Отечественный процессор цифровой обработки сигналов 10.NM6403 – чудо свершилось. – ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ,
11.Texas Instruments Europe. Implementation of an Image Processing Library for the TMS320C8X (MVP). – BPRA059, July,
12.Борисов Ю. Комплекс «Трафик-Монитор» на базе процессора Л1879ВМ1. Особенности разработки. – ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ
13.Мушкаев С. Оценка производительности корреляционных мер сходства в задачах полного поиска движения на процессоре NM6403. – Сборник докладов научно-технической конференции «Молодежь в науке»
Dostları ilə paylaş: |
