12.3. Процессоры обработки сигналов

Наряду с микроконтроллерами для обработки аналоговых и цифровых сигналов выпускаются специализированные процессоры обработки сигналов. Архитектура таких процессоров ориентирована на обработку определенного типа сигналов.

12.3.1. Однокристальный цифровой процессор обработки

аналоговых сигналов К1813ВЕ1

Процессор предназначен для цифровой обработки аналоговых сигналов в реальном масштабе времени. Может быть использован в системах связи, промышленной автоматике, для построения цифровых фильтров и формирователей специальных функций. Процессор предназначен для работы в полосе частот от 0 до 20 Кгц. Микросхема представляет собой перепрограммируемую СБИС содержащую аналоговые системы ввода-вывода информации, блоки аналого-цифрового преобразования, блок цифровой обработки, постоянную и оперативную память. Процессор имеет 4 аналоговых входа и 8 аналоговых выходов и обрабатывает аналоговые сигналы с разрешающей способностью 0.5% (8 двоичных разрядов и знак). Обработка цифровых кодов ведется на 25-разрядном АЛУ, что обеспечивает необходимую точность при решении задач фильтрации.

12.3.2. Цифровые процессоры обработки сигналов (цпос)

Отдельный класс устройств, предназначенных для построения встроенных систем управления и обработки сигналов, представляют цифровые процессоры обработки сигналов.

ЦПОС - однокристальные ЭВМ, специализированные для решения класса задач цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени. Их часто называют сигнальными процессорами. В реальных системах процессоры дополняют вспомогательными схемами, обеспечивающими связь с внешними аналоговыми и цифровыми устройствами, подключение внешней памяти и межпроцессорное взаимодействие. Система команд и архитектура ориентированы на решение задач цифровой обработки сигналов. Примером сигнального процессора может служить семейство TMS320 фирмы Texas Instrument. В настоящее время сменилось уже 5 поколений процессоров от простейшей (базовой 3210) до сложной 320С50. Совершенствование процессоров шло по пути увеличения тактовой частоты и, соответственно, уменьшения времени преобразования, повышения разрядности и объема внутренней встроенной памяти, использования формата данных с плавающей запятой. Так время выполнения алгоритма ПИД-регулятора у первого поколения процессоров занимало 2.2 мксек, а у пятого -0.49 мксек. Процессоры, предназначенные для обработки данных в формате с плавающей и фиксированной запятой, имеют встроенное масочное ПЗУ, встроенное ОЗУ, таймеры, порты параллельного и последовательного ввода-вывода, кэш 64 слова и две шины: главную и расширения. Процессор имеет также аппаратный умножитель, что позволяет выполнять умножение за один командный цикл. Формат данных -32 разряда, адреса - 24, что позволяет адресовать до16М памяти.

13. Промышленное оборудование для цифровых систем управления

13.1. Оборудование для централизованных систем управления

13.2. Оборудование для распределенных систем сбора данных и управления

13.3. Прикладное программное обеспечение

В настоящее время цифровые системы управления и контроля почти полностью вытеснили аналоговые системы. На рынке средств управления и контроля существует множество фирм производителей оборудования и программного обеспечения для построения систем сбора данных и управления технологическими объектами.

Цель главы – ознакомление с основной номенклатурой выпускаемых устройств для построения цифровых систем управления и сбора данных.