Министерство образования Российской Федерации

Марийский Государственный Технический Университет

Кафедра радиотехники

Программа-реализация Хартли на процессоре ЦОС

Фирмы Motorola

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине

«Микропроцессоры и цифровая обработка сигналов»

Выполнил: ст. гр. зРРТ-41

Мифтахутдинов К.В.

Мингалеев М.М.

Проверил: к.т.н., доцент

Дедов А.Н.

Йошкар-Ола

2003

Задание

Разработать микропроцессорную систему для реализации определенной тематической задачи программным путем.

Параметры:

• Микропроцессор Motorola;

• Диапазон входных сигналов 300 Гц до 3400 Гц;

• Точность представления информации 0,1%;

• Количество процессоров ЦОС-1;

• Использование внешней памяти - ДА;

• Реализация последовательного канала связи – нет;

• Программа – реализация Хартли.

Содержание

Введение_________________________________________________________

1. Выбор микропроцессора ЦОС_____________________________________

2. Архитектура процессора_________________________________________

3. Система команд_________________________________________________

4. Разработка структурной схемы устройства__________________________

5. Периферия_____________________________________________________

6. Функциональная схема___________________________________________

7. Описание особенностей реализации алгоритма_______________________

8. Операции ввода-вывода__________________________________________

Заключение____________________________________________________

Список литературы______________________________________________

Приложение____________________________________________________

Введение

Цифровые процессоры обработки сигналов (ЦПОС) предназначены для реализации алгоритмов цифровой обработки сигналов (ЦОС) и систем управления в реальном времени. ЦПОС являются одной из разновидностей микропроцессоров, четко выделившейся в отдельное направление развития электронной индустрии.

Первый ЦПОС TMS320C10 с производительностью 5 миллионов операций в секунду фирмы Texas Instruments появился в начале 80-х годов XX века. В последующие годы аналогичная продукция была разработана другими фирмами: Analog Devices. Motorola. Lucent Technologies и т.д. Современный рынок представлен большим разнообразием ЦПОС с производительностью, достигающей нескольких миллиардов операций в секунду. Фантастические, непрерывно возрастающие темпы совершенствования ЦПОС в свою очередь активизируют разработку новых методов и алгоритмов ЦОС все возрастающей вычислительной сложности. В настоящее время динамически развивающаяся взаимосвязь «алгоритм ЦОС - ЦПОС» в значительной мере определяет научно-технический прогресс в области телекоммуникаций, включая глобальную сеть Internet, и систем мультимедиа.

Среди многочисленных задач, решаемых на базе ЦОС, можно выделить группу наиболее полно характеризующих как традиционно, так и нетрадиционные области применения ЦОС. Каждая задача - в зависимости от конкретного приложения - может решаться с использованием различных методов и алгоритмов; например, задача выделения сигнала из помех может решаться методами линейной, адаптивной и нелинейной фильтрации. В свою очередь, цифровая линейная фильтрация может быть осуществлена алгоритмами КИХ - или БИХ - фильтрации.

В настоящее время выделяют следующие основные направления ЦОС:

• Линейная фильтрация

• Спектральный анализ

• Частотно-временной анализ

• Адаптивная фильтрация

• Нелинейная обработка

• Многоскоростная обработка

Разработка систем ЦОС является сложным и трудоемким процессом, относящимся к области высоких компьютерных технологий. Процедура разработки включает в себя:

• Постановку задачи

• Разработку или выбор оптимального алгоритма решения задачи

• Выбор процессора и реализация алгоритма, в конечном счете, в виде программы на языке ассемблера выбранного процессора.

• Отладка программы, т.е. устранение возможных ошибок и оптимизация её с целью минимизации временного ресурса, необходимого для её выполнения, а в ряде случаев и памяти

• Создание на базе выбранного ЦПОС аппаратного устройства, реализующего заданные свойства и характеристики системы

• Отладка разработанной системы

Для всех ЦПОС базовой является модифицированная гарвардская архитектура с системой параллельных шин, позволяющая достичь высокого уровня быстродействия обработки данных. Главным объединяющим элементом всех семейств является организация процессорного ядра. Внутри семейства отличия приборов заключаются в объеме и типе встроенной памяти, составе и возможностях встроенного периферийного оборудования, организации интерфейса с внешними устройствами.

Кто является основными производителями DSP процессоров? Основные игроки на этом рынке - это всемирно известные Texas Instruments. Motorola. Agere и Analog Devices. По данным фирмы Forward Concepts, компания Texas Instruments в 2002 году сохранила ведущую позицию на рынке DSP. увеличив долю своих изделий на несколько процентов. Главная новость года - выход Motorola на второе место, которое Agere и её материнские фирмы (AT&T Microelectronics и Lucent Microelectronics) удерживали с 1992 года. Возможно, причина этого - обширные долги и затруднительное финансовое положение фирмы Lucent Technologies, выделившей в 2001 году дочернюю компанию Agere, что помешало деловой активности молодой компании. Впрочем, не следует преуменьшать и достижения Motorola, которой удалось увеличить свои доходы на рынке DSP на 33,6% по сравнению с 2001 годом. Этот успех во многом связан с тем, что компания ведет активную экспансию на рынке мобильных телефонов, в которых использует только DSP собственного производства, отказавшись от закупок процессоров у сторонних поставщиков.