3.3 Выбор основных компонентов системы

3.3.1 Выбор процессора цос

Одним из важных этапов курсового проектирования является выбор процессора ЦОС. Выбор процессора – многокритериальная задача. К числу факторов, которые следует учитывать при выборе процессора, относятся:

1. Формат данных и тип арифметики;

2. Разрядность процессора;

3. Особенности архитектуры процессора ( наличие и объем внутренней памяти, наличие и тип HOST–интерфейса, количество последовательных портов, и т.д.);

4. Быстродействие процессора;

5. Наличие средств отладки и опыт использования;

6. Качество технической поддержки, доступность и качество технической документации;

7. Мощность потребления;

8. Экономические факторы (стоимость процессора и средств разработки).

Современные процессоры ЦОС используются для обработки данных в формате с фиксированной или плавающей запятой (точкой). Процессоры с фиксированной запятой обычно дешевле и обеспечивают большую абсолютную точность при равной разрядности (т.к. на мантиссу в 32 битном процессоре с фиксированной запятой отводятся все 32 бита, а в процессоре с плавающей запятой - только 24 бита). Большинство технических заданий на курсовое проектирование может быть реализовано на процессорах ЦОС с фиксированной запятой.

Разрядность процессора ЦОС определяется в соответствии с требованиями технического задания. Эти требования могут быть сформулированы в виде требования к точности представления данных или требования к динамическому диапазону представления данных. Например, для заданной относительной точности представления данных =0,1 % разрядность процессора N должна быть не менее

N≥ ]Log ₂ (1/0,001)[ +1 или ≤1/2^N *100 %,

где ] [ - целая часть числа. В нашем случае N≥ 10 .

При сравнении архитектурных особенностей процессоров ЦОС следует учитывать размер внутренней памяти, возможности ввода-вывода, возможность построения многопроцессорных систем, наличие специальных команд и т.д.

Размер внутренней памяти данных может стать решающим фактором для таких приложений, как цифровые аудиосистемы, факс-модемы, системы кодирование-декодирования MPEG и другие. Для приложений требующих обмена информацией с внешним миром, весьма важны такие средства ввода-вывода, которые поддерживают широкий диапазон подключаемых устройств (последовательные порты для подключения АЦП и ЦАП, порт Host-интерфейса, порты внутрисхемной отладки, например, JTAG-интерфейс). Наличие HOST интерфейса является обязательным критерием выбора ЦОС для задач, реализуемых в рамках курсового проектирования.

В зависимости от разрабатываемых приложений важен богатый набор специальных команд поддержки операций ЦОС, например, возможность одновременной выборки двух операндов, поддержка циклических буферов, организация циклов с автоматической проверкой условия завершения цикла, возможность нескольких вариантов начальной загрузки (из внутренней или внешней памяти, через хост-интерфейс и др.), а также особые способы адресации.

Быстродействие или производительность процессора, оценивается в миллионах команд, выполняемых за секунду (MIPS -Million Instructions Per Second) или в миллионах операций в секунду (MOPS-Million Operations Per Second). Если используются процессоры с плавающей запятой, то производительность процессора оценивается в миллионах операций с плавающей запятой в секунду (MFLOPS-Million Floating-point Operations Per Second). Использование для оценки быстродействия ПЦОС значений тактовой частоты из-за значительных отличий в архитектуре различных процессоров ЦОС в большинстве случаев не подходит. Например, некоторые процессоры Texas Instruments выполняют до восьми команд за один такт, а для других процессоров ЦОС характерным является выполнение нескольких операций в одной команде. Альтернативной мерой производительности является время выполнения базовых алгоритмов ЦОС, таких как БПФ, КИХ и БИХ фильтрация.

Наличие полного набора средств аппаратной и программной отладки весьма важно для любого проекта, основанного на ПЦОС. Ваш личный опыт использования конкретного процессора ЦОС, доступность и полнота технической документации могут стать решающими при выборе процессора для реализации поставленной задачи.

Критерием для сравнительной оценки процессоров ЦОС может использоваться интегральный показатель «производительность/качество/стоимость».

В курсовой работе должен быть выполнен обзор всех классов или семейств процессоров ЦОС заданной фирмы-производителя, отмечены наиболее перспективные серии и представлен сравнительный анализ не менее двух альтернативных вариантов процессоров ЦОС. Выбор конкретного процессора должен быть обоснован. Для выбранного процессора должны быть рассчитаны минимальная тактовая частота и минимальная производительность. Должны быть рассмотрены особенности архитектуры выбранного процессора.