Arhitecturi de magistrale memorie pentru procesoare DSP

Introducere.

Ce este arhitectura de memorie?

Caracteristicile organizării memoriei și interconectarea acesteia cu calea de date a procesorului se numește arhitectură de memorie.

Memoria arhitecturii determină lățimea de bandă a memoriei, care este un factor critic care afectează performanța unui DSP.

Magistrala de adrese este grupul de linii care transportă informațiile referitoare la adresă, necesare pentru precizarea locației de memorie către care sunt transmise informațiile sau la care acestea pot fi regăsite. Fiecare linie dintr-o magistrală de adrese transportă un singur bit de informație care reprezintă o singură cifră a adresei. Ca și în cazul magistralei de date, fiecare linie transportă un bit de informație. Acest bit reprezintă o singură cifră a unui număr de adresă. Cu cât există mai multe linii (cifre) pentru calculul adresei, cu atât se vor putea adresa mai multe locații de memorie. Mărimea unei magistrale de adrese determină dimensiune maximă a memoriei RAM pe care un cip o poate adresa.

Lățimea de bandă de memorie.

În general, lățimea de bandă w este definită ca rata la care cuvintele pot fi scrise (stocate) sau citite din memorie. Pentru un DSP, este convenabil să vă gândiți la câte cicluri de instrucțiuni sunt necesare pentru a finaliza o operație de citire sau scriere. Dacă totul este același, cu cât numărul de cicluri de instrucțiuni este mai mic, cu atât este mai mare lățimea de bandă.

Aplicatiile DSP necesita o banda larga a memoriei:

- o cale de date de înaltă performanță este doar o parte a unui procesor de înaltă performanță.

- aplicațiile DSP sunt tipice de calcul intensiv, ceea ce necesită transferarea rapidă a unei cantități mari de date în și din memorie (între punctele de date și modulul (modulele) de memorie, așa cum este descris în diapozitivul următor.

Fig 1. Aplicații DSP tipice: filtrul FIR sau filtrul cu impulsuri finite

La fiecare "atingere", sunt necesare patru accesări de memorie pentru aplicația FIR:

1. Aduceți instrucțiunea MAC în memorie

2. Citiți valoarea datelor din memorie (un "eșantion" din semnal);

3. Citiți coeficientul corespunzător din memorie (constanta cunoscută pentru un anumit filtru);

4. Scrieți valoarea datelor în memorie (următoarea locație în linia de întârziere).

Caracteristicile sistemelor DSP

În această secțiune vom descrie un număr de caracteristici comune tuturor sistemelor DSP, cum ar fi algoritmi, rata de eșantionare, rata ceasului și tipurile aritmetice.

Algoritmi.

Sistemele DSP sunt adesea caracterizate de algoritmii folosiți. Algoritmul specifică operațiile aritmetice care trebuie efectuate, dar nu specifică modul în care urmează să fie implementată aritmetica. Ar putea fi implementat în software pe un microprocesor obișnuit sau programabil procesor de semnal, sau ar putea fi implementat în circuite integrate personalizate. Selectarea unei tehnologii de implementare este determinată în parte de viteza necesară și de precizia aritmetică. Tabelul 1 prezintă câteva tipuri comune de algoritmi DSP și unele aplicații în care acestea sunt utilizate în mod obișnuit.