Раздел 2. Универсальные микропроцессоры

Тема 2.1 Обзор универсальных микропроцессоров

Доминирующее положение на рынке универсальных микропроцессоров занимают микропроцессоры с набором команд х86, основными производителями которых являются компании Intel, AMD и VIA.

В настоящее время производятся и используются вычислительные системы на базе микропроцессоров со следующими архитектурами:

- x86 – Intel, AMD, Cyrix, IDT, Transmeta;

- IA64 – Intel;

- Power Pc – Motorola, IBM, Apple;

- Power – IBM;

- PA – Hewlett Packard;

- Alpha – Hewlett Packard (DEC);

- SPARC – SUN;

- MAJK – SUN;

Исторически микропроцессоры с архитектурой х86 доминировали в ПЭВМ, а RISC – процессоры использовались в основном в высокопроизводительных серверах и суперкомпьютерах.

На сегодняшний день основные производители микропроцессоров обладают приблизительно равными технологическими возможностями, поэтому решающим фактором в производительности выпускаемых микропроцессоров являются архитектурные особенности. Архитектура микропроцессоров на протяжении лет развивается по двум основным направлениям:

- Speed Daemon – характеризуется стремлением к высокой производительности главным образом за счет высокой тактовой частоты при упрощенной внутренней структурной организации микропроцессора.

- Braniac – связано с достижением высокой производительности за счет усложнения логики вычислений и внутренней структуры процессора.

Раздел 3 Сигнальные, коммуникационные и медийные микропроцессоры

Тема 3.1 Общие сведения о цифровой обработке сигналов

Цифровая обработка сигналов (ЦОС) – это математическое воздействие на последовательность мгновенных значений амплитуды обрабатываемого сигнала в реальном масштабе времени.

Примерами ЦОС являются:

- фильтрация сигналов;

- свертка сигналов (смешивание сигналов);

- вычисление значений корреляционной функции сигнала;

- изменение параметров сигналов;

- преобразования Фурье.

Аналоговая обработка сигналов, традиционно используемая во многих радиотехнических устройствах, является во многих случаях более дешевым способом достижения требуемого результата, но когда требуется миниатюрность, высокая точность и стабильность функционирования, цифровая обработка оказывается единственно приемлемым решением.

Цифровая обработка сигнала может быть выполнена при помощи цифровой схемы, содержащей следующие элементы:

- входной фильтр нижней частоты (ФНЧ), осуществляющий предварительное воздействие на спектр обрабатываемого сигнала;

- аналого-цифровой преобразователь (АЦП), преобразующий мгновенное значение амплитуды входного сигнала аналоговой формы в эквивалентный двоичный код;

- цифровой фильтр, математически воздействующий на спектр входного сигнала;

- цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), преобразующий цифровые коды, формируемые цифровым фильтром, в сигнал аналоговой формы;

- выходной ФНЧ, удаляющий спектральные составляющие, возникшие в результате цифровых преобразований (в частности выделение шумов квантования и дискретизации ЦАП).

Для эффективной реализации алгоритмов цифровой фильтрации необходима аппаратная поддержка базовых операций ЦОС:

- умножение с накоплением (MAC – Multiplication Accumulation);

- модульная адресная арифметика;

- нормирование результатов арифметических операций.

Существует классификация цифровых фильтров по виду импульсной характеристики:

- фильтры с конечной импульсной характеристикой (КИХ), формирующие значения отсчетов выходных сигналов только на основе ограниченного значения входных сигналов;

- фильтры с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ), формирующие значения отсчетов выходных сигналов на основе совокупности накопленных значений отсчетов как входных, так и выходных сигналов.