H
#
TELEKOMUNIKCJA
PROCESORY
SYGNAŁOWE DLATELEKOMUNIKACJI (1)
VelociTI.2 można zaliczyć nowy zestaw in-
nych instrukcji w jednym cyklu zegarowym.
Rodzina procesorów
strukcji, umożliwiających przyspieszenie re-
Przykładowo, pracujący z zegarem
sygnałowych firmy Texas
alizacji funkcji z dziedziny przetwarzania
200 MHz oraz wykonujący 1,6 miliarda in-
sygnałów oraz poszerzone możliwoS
ci rów-
Instruments serii strukcji na sekundę, procesor `C6201 w
noległego przetwarzania danych.
momencie wprowadzenia na rynek prze-
TMS320C6000
Schemat blokowy jednostki centralnej proce-
wyższał ponad dziesięciokrotnie swoją mo-
o architekturze VelociTI
sora `C64x jest przedstawiony na rys. 1.
cą obliczeniową dotychczasowe procesory
została wprowadzona
Składa się ona z oS
miu jednostek funkcjo-
DSP. Obecnie seria `C62x osiąga moc obli-
nalnych, dwóch plików rejestrów oraz dwóch
na rynek czeniową 2400 MIPS ( n n r n
torów przetwarzania danych ( p ).
p r n ) z częstotliwoS
cią taktowania
z przeznaczeniem do
Podobnie jak w przypadku wczeS
niejszych
zegara 300 MHz. Najnowszy procesor ro-
bardzo szybkiego
wersji `C62x/`C67x, dwie z jednostek funk-
dziny `C6000, z serii `C64x ustanowił kolej-
przetwarzania danych. cjonalnych są układami mnożącymi wzbo-
ny rekord w szybkoS
ci przetwarzania da-
gaconymi tak, że procesor ten w każdym cy-
nych. Pracując z zegarem 1,1 GHz (w przy-
klu zegara może wykonać cztery operacje
prowadzone w 1997 roku
szłych wersjach częstotliwoS
ć ta ma zostać
mnożenia liczb 16-bitowych, co podwaja
jednostki obliczeniowe
jeszcze zwiększona), potrafi przetwarzać
szybkoS
ć wykonywania tych operacji w sto-
`C62x i `C67x charakteryzo- dane z szybkoS
cią 8600 MIPS! Zastoso-
sunku do procesorów `C62x/`C67x. Pracu-
Wwały się architekturą bazu- wano w nim zmodernizowaną architektu-
jąc z zegarem 750 MHz procesor `C64x wy-
jącą na bardzo długich słowach instrukcji
rę, oznaczoną VelociTI.2, umożliwiającą
konuje 3 mld operacji mnożenia liczb 16-bi-
VLIW ( r n n r n r ), co umoż- wykonanie w pojedynczym cyklu zegara
towych w ciągu jednej sekundy. Ponadto
liwiało równoległą pracę wielu jednostek
znacznie większej liczby operacji. Do roz-
każdy z układów mnożących procesora
wykonawczych i realizowanie poszczegól- szerzeń zastosowanych w architekturze
,
C64xCPU
Rejestry kontrolne
Pobieranie instrukcji
Zaawansowana emulacja
Rozdzielanie instrukcji
Upakowywanie instrukcji
Kontrola przerwań
Dekodowanie instrukcji
Tor przetwarzania danych nr 2
Tor przetwarzania danych nr 1
Plik rejestrów B
Plik rejestrów A
B15-B0
A15-A0
B31-B16
A31-A16
D2 L2
L1 M2
S1 M1 D1 S2
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
Rys. 1. Schemat blokowy jednostki centralnej układu `C64x
Radioelektronik Audio-HiFi-Video 2/2002
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
 $
,
PrzyS
pieszenie obliczeń wykonywanych na procesorze C64x
`C64x jest zdolny do wykonania czterech
,
taktowanym zegarem 750 MHz w porównaniu z procesorem C62x taktowanym zegarem 300 MHz
operacji mnożenia liczb 8-bitowych w każ-
dym cyklu zegara. Oznacza to, że przy czę- Typ operacji przetwarzania obrazów PrzyS
pieszenie obliczeń
stotliwoS
ci taktowania 750 MHz, w ciągu
Konwersja bajta do znaku (modemy) 39,0
jednej sekundy jest wykonywanych 6 mld
Zespolona szybka transformata Fouriera FFT _ radix 4 (ADSL) 5,3
operacji mnożenia liczb 8-bitowych. Dane 8- Wyrównywanie metodami najmniejszych kwadratów LMS equalizer (modemy) 5,0
bitowe występują powszechnie w dziedzinie Dekodowanie metodą Reeda-Salomona (ADSL, modemy) 11,8
Dekodowanie algorytmem Forneya (ADSL, modemy) 8,0
przetwarzania obrazów, która stanowi je-
Dekodowanie metodą Syndrome Accumulation (ADSL, modemy) 9,3
den z głównych obszarów zastosowań ukła-
Dekodowanie metodą Barlekamp Massey Algorithm (ADSL, modemy) 5,0
du `C64x.
Wygładzanie sygnału w dziedzinie czasu Time Domain Equalizer (ADSL) 5,0
Rozszerzenia architektury są także widocz-
Dekodowanie algorytmem Viterbiego (GSM) 6,8
ne w pozostałych szeS
ciu jednostkach funk-
cjonalnych. Dotyczą one operacji 16-bitowe-
go dodawania i odejmowania, porównywa-
wej i transmisji danych dla potrzeb Interne-
ją ich możliwoS
ci wykorzystania w ADSL.
nia liczb, przesunięć bitowych, wyznaczania
tu) oraz przetwarzanie obrazów cyfrowych.
Kolejnym obszarem zastosowań dla pro-
minimum i maksimum oraz wyznaczania
W ostatnich kilku latach niezwykle wzrosła
cesorów serii `C64x jest telefonia komórko-
wartoS
ci absolutnych. Z kolei obecne w ukła-
popularnoS
ć Internetu i zwiększył się zna-
wa. Jej gwałtowny rozwój wymusza przebu-
dach mnożących 8-bitowe rozszerzenia są
cząco jego wpływ na życie codzienne. Za-
dowę infrastruktury. Obecnie stacje bazowe
również obecne w czterech innych jednost-
stosowany w sieci interakcyjny sposób prze-
telefonii komórkowej muszą obsługiwać co-
kach funkcjonalnych. Dotyczy to poczwór-
twarzania danych wymusił rozwój technik
raz więcej rozmów, co oznacza koniecz-
nych 8-bitowych operacji dodawania i odej-
związanych z tzw. cyfrową pętlą abonenc-
noS
ć wykorzystania większej liczby kanałów
mowania, porównywania liczb, wyznaczania
ką DSL ( r r p). Została
leżących w większym paS
mie częstotliwoS
ci.
S
redniej, wyznaczania minimum i maksi-
ona rozwinięta w celu dostarczania cha-
Procesory  62x są powszechnie stosowane
mum oraz rozszerzeń bitowych. Ponadto
rakteryzujących się dużą szybkoS
cią serwi-
w stacjach bazowych telefonii komórkowej
narzędzia programistyczne dla układu
sów telekomunikacyjnych, opartych na ist-
oraz w bezprzewodowych sieciach LAN
`C64x umożliwiają stosowanie upakowa-
niejącej infrastrukturze. Kable telefoniczne
(L Ar N r ).
nych danych 8- i 16-bitowych, dzięki czemu
są obecnie wykorzystywane do dostarcza-
W tablicy zawarto porównanie wydajnoS
ci
uzyskuje się pełne wykorzystanie wprowa-
nia pakietów danych do znajdujących się
obliczeniowej nowoczesnego procesora
dzonych rozszerzeń. Podwojenie liczby re-
w budynkach komputerów dołączonych do
`C64x taktowanego zegarem 750 MHz ze
jestrów, a także podwojenie szerokoS
ci ma-
sieci Internet. Powyższy typ interakcji cha-
starszym procesorem tej serii `C62x takto-
gistral danych oraz możliwoS
ć wpakowy-
rakteryzuje się dużą asymetrią, ponieważ
wanym zegarem 300 MHz, na przykładzie
wania instrukcji sprawia, że układ
użytkownik otrzymuje znacznie więcej da-
realizacji kilku podstawowych algorytmów
`C64x znacznie lepiej jest dostosowany do
nych niż sam wysyła. Ten typ pętli abo-
wykorzystywanych w dziedzinie telekomu-
kompilatora języka C i w porównaniu z ukła-
nenckiej bywa nazywany w związku z po-
nikacji cyfrowej.
dem `C62x można uzyskać redukcję rozmia-
wyższym asymetryczną cyfrową pętlą abo-
Całkowite przyspieszenie obliczeń wynika
rów kodu wynikowego programu o nawet
nencką ADSL ( r r r
nie tylko ze zwiększenia częstotliwoS
ci sy-
25%.
p). Maksymalne osiągane szybkoS
ci
gnału taktującego, ale także spowodowane
transmisji danych to 8 Mbit/s od dostawcy
jest tym, że procesor `C64x potrafi wykonać
Zastosowania
usług ( n- r ) oraz 800 kbit/s skiero-
w jednym cyklu zegarowym znacznie wię-
telekomunikacyjne
wanych do niego ( p- r ).
cej elementarnych operacji.
układu `C64x
Procesory serii `C6000 są obecnie po-
Mirosław Gajer
Procesory sygnałowe serii `C64x znajdują wszechnie wykorzystywane w wielu roz-
Opracowano na podstawie:
swoje główne zastosowania w takich dzie- wiązaniach z dziedziny ADSL. Ponadto
Digital Signal Processing Solutions - TMS320C64x Tech-
dzinach jak telekomunikacja (podstawowe procesory `C64x zostały wyposażone
nical Overview, materiały katalogowe firmy Texas
zastosowania z obszaru telefonii komórko- w pewne cechy specjalne, które zwiększa-
Instruments, September 2000
DATAPAK 5GB
5GB pobiera 15 mA prądu w trybie uS
pie-
Firma Kingston Technology wprowadziła
nia i oczekiwania, a w trybie dostępu za-
na rynek nowy dysk twardy w formacie
ledwie 350 mA. Przy tak małym pobo-
karty PC Type II o pojemnoS
ci 5 GB _
rze mocy ma wiele zalet typowych kart
DataPak 5GB. Nowy dysk pasuje do do-
PC, takich jak mobilnoS
ć, bezpieczeń-
wolnego gniazda kart PC Type II w apa-
stwo i możliwoS
ć wymiany w trakcie pra-
ratach cyfrowych, palmtopach, noteboo-
cy. Jego niewielkie wymiary umożliwiają
kach, komputerach stacjonarnych i in-
szybkie i łatwe przenoszenie danych.
nych urządzeniach cyfrowych. DataPak
Dyski DataPak 5GB objęte są roczną
5GB pomieS
ci ponad 1700 nieskompre-
gwarancją oraz bezpłatną pomocą tech-
sowanych zdjęć o wielkiej rozdzielczo-
niczną przez 24 godziny na dobę. r
S
ci złożonych z 3,1 megapikseli. DataPak
Radioelektronik Audio-HiFi-Video 2/2002