Микропроцессорные системы мпс (Полетаев Игорь Алексеевич) 4-й курс Iсеместр 2000/2001 гг.

04.09.2000

Классификация процессоров

1. Универсальные процессоры

2. специализированные процессоры

3. процессоры цифровой обработки сигналов (DSP) – сигнальные медийные процессоры

4. однокристальные ЭВМ или контроллеры

1. Универсальные процессоры характеризуются минимальным соотношением цена/производительность и универсальным набором системы команд. Лидирующее положение здесь занимает Intel(x-86 и клоны). Также неплохой успех и у фирмыAMD. Остальные производители выпускаютRisk-процессоры (10% рынка):Compaq,Dec,Alpha,Motorola(архитектураPowerPC),SiliconGraphics(архитектураMIPSR-X),Sun(архитектураSpark),HewlettPackard(архитектураPA).

Основное применение: универсальные компьютеры и вычислительные системы.

2. Специализированные процессоры обычно имеют в своём составе некое специализированное устройство и систему команд. Их часто называют сопроцессорами (видеопроцессорами). Сопроцессоры бывают:

• цифровые

• звуковые

• модемные

• ввода/вывода и др.

Имеют высокую производительность на узком круге задач.

Основное применение: отдельные узлы компьютеров и внешних устройств, требующие большой обработки информации по специфичным алгоритмам.

К специализированным процессорам относятся также некоторые однокристальные ЭВМ, имеющие универсальный набор команд, и транспьютеры.

3. Особенности DSP:

   1. ориентация на обработку больших массивов информации, т.е. присутствие специальных команд (например, умножение с накоплением);

   2. поточный характер обработки данных в реальном режиме времени, т.е. обеспечение возможности интенсивного обмена с внешними устройствами;

   3. широко используются методы сокращения длительности командного цикла, характерные для RISK-архитектуры, конвейеризация на уровне макро- и микроинструкций, разделение шин команды данных (гарвардская архитектура), аппаратные умножители;

   4. используется большое количество регистров в целях сохранения состояния вычислений при переключении задач;

   5. малоразрядная быстрая обработка чисел с плавающей точкой, иногда используется два и более математических сопроцессора.

По последней особенности DSPпроцессоры делятся на два класса:

а) дешёвые, без поддержки обработки чисел с плавающей точкой;

б) дорогие, с обработкой.

Использование второго класса обусловлено:

• задачами, связанными с выполнением интегральных и дифференциальных вычислений, в которых особую значимость имеет точность;

• использованием алгоритмов компрессии и декомпрессии, адаптивной фильтрации, связанных с определением логарифмической зависимости.

Сейчас в отдельную группу выделяют медийные процессоры, что связано с возможностью расположения большого количества элементов на одном кристалле и, соответственно, созданием симметричной мультипроцессорной системы с простыми АЛУ. Т.е. широко использовать распараллеливание на уровне объектов и данных (например, при обработке аудио и видео информации). Основные производители: Motorola, Texas Instruments, Analog Devises, Intel. Процессоры, выпускаемые фирмамиMotorolaиTexasInstruments, низкочастотные, так как с ростом частоты идёт экспоненциальная зависимость энергии потребления.

11.09.2000