Вопрос №41 Сигнальные микропроцессоры.

Сигнальные микропроцессоры – специализированные микропроцессоры для решения задач цифровой обработки сигнала: фильтр сигнала, свертка двух сигналов и т.д. Задачи цифровой обработки: в аппаратной связи и передаче данных, в медицинском оборудовании, в телевидении. Отличительная особенность:

Обработка больших данных в режиме реального времени. Это требование повышает быстродействие микропроцессора и аппаратных средств обмена с внешними устройствами, для этого используется RISC – архитектура с конверизацией.

Сигнальные процессоры могут быть с фиксированной и с плавающей запятой. Первый процессор был разработан фирмой TI в 1982 году и обрабатывал числа с фиксированной запятой. Эти процессоры имеют более простую архитектуру, но меньшую точность, что связано с операцией округления, переполнения и т.д. Для решения задач высокой точности с данными в широком диапазоне используют процессор с плавающей точкой. Работа с данными в этом формате упрощает и ускоряет обработку, повышая надежность программы. Процессоры могут работать в двух режимах с уменьшенным потреблением тока:

Снижение тока достигается остановкой ЦП

Уменьшение в 16 раз частоты микропроцессора.

Основными блоками являются:

ЦП, память, переферийные устройства.

Блок управления энергопотреблением

Интерфейс TE обеспечивает возможность тестирования микросхем.

Встроенный генератор для синхронной работы ЦП и переферийных устройств, последовательные порты и 8-разрядный параллельный порт.

Основные области применения данных микропроцессоров: цифровое аудио, 3D – графика, видеоконференции, телекоммуникации, копировальная, множительная техника.

Основные фирмы производители: TI, Motorola, analog device. Эффективнее считается фирма Motorola, обеспечивающая большую эффективность и обеспечивающая лучшее время выполнения задач при равных значениях тактовой частоты микропроцессоров.

Вопрос №42 Нейронные вычислители.

В некоторых задачах трудно представить четкий алгоритм решения. Пр: распознание изображений, прогнозирование, оптимизация и т.д. Между тем человек хорошо решает задачи которые трудно формализовать, поэтому возникла идея создать искусственный разум, а для этого необходимо исследование принципа функционирования Можга человека с точки зрения обработки информации. Мозг человека содержит около 100 млрд. нервных клеток(нейронов) каждый из которых в среднем имеет по 10 тысяч связей. Нейроны – клетки основное назначение которых состоит в операции управления органами человека. Ученые разных специальностей делали попытки создать математическую модель нейрона. С помощью нейронов можно создать нейронную сеть. По возможности к адаптации можно выделить конструируемые нейронные сети, в них создается число и тип нейронов и связи между ними.

Обучаемая нейронная сеть: в ней связи изменяются при выполнении алгоритма обучения. На основе этих сетей и предполагается создание искусственного разума. С точки зрения аппаратной реализации нейронная вычислительная система это система с МКМД(MIMD) архитектурой, которая работает по алгоритму нейронной сети. Существует 3 основных направления построения нейронных вычислителей.

На базе каскадных соединений универсальный RISC или CISC микропроцессор (нейроэмуляторы) любых фирм.

На базе нейроускорителей программируемых интегральных схем.

НА специализированной элементной базе нейрочипов (нейрокомпьютеров).

Нейроускорители на базе ПЛИС реализованы аппаратно и имеют значительный объем ресурсов. Характеризуется высокими частотами работы, но изменение алгоритма их работы требует перепрограммирования. Используется для научно исследовательских целей в мелком производстве. Нейрочипы бывают цифровые, аналоговые и гибридные, производятся фирмами TI и Motorola. Использование нейрочипов позволяет создавать обучаемые сети.