Разработка устройства обработки информации на базе ЦСП
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
мплексы (МВК).
Рассмотрим существующие комплексы, БАГЕТ - 25 и БАГЕТ-56.
БАГЕТ - 25 специализированная комбинированная многопроцессорная ЭВМ (многомашинный комплекс) для цифровой обработки радиолокационных сигналов, оптических и акустических сигналов, а также для решения задач управления в реальном масштабе времени. В состав этого комплекса могут входить от 5 до 73 сигнальных процессоров (Motorola 96002) и обеспечивать пиковую производительность в зависимости от конфигурации до 5400 MFLOPS.
БАГЕТ - 56 предназначен точно для таких же целей, как и БАГЕТ - 25, но есть возможность базирования на летательных аппаратах, вездеходных и гусеничных шасси, в состав этого комплекса могут входить от 5 до 33 сигнальных процессоров (Motorola 96002) и обеспечивать производительность в зависимости от конфигурации до 1680 MFLOPS.
Рассмотренные комплексы состоят из центрального процессора, нескольких модулей обработки сигналов, модуля графического процессора и модулей ввода вывода.[4]
Разработка специализированного многомашинного вычислительного комплекса (МВК) является задачей актуальной на сегодняшний день. Во-первых, ныне существующие комплексы обладают недостаточной производительностью, необходимой для решения задач в реальном масштабе времени. Во-вторых, из-за высокой мощности энергопотребления микропроцессоров модули цифровой обработки сигналов, приходится принудительно охлаждать или производить модули заведомо больших размеров, что негативно отражается на всех характеристиках комплекса в целом.
Как отмечалось выше, МВК состоит из центрального процессора, нескольких модулей обработки сигналов, модуля графического процессора и модулей ввода вывода.
Целью дипломного проекта является разработка высокопроизводительного устройства (модуля) обработки информации на базе ЦСП.
В настоящее время рынок ЦСП достаточно широк и представлен крупными компаниями, такими как Analog Device, Motorola, Texas Instrument.
Компания Motorola предлагает ЦСП Motorola (96002) производительностью 60 MFLOPS по цене 99$, Analog Device предлагает процессор (21060LCW - 160) производительностью 120 MFLOPS по цене 850$ и Texas Instrument предлагает процессоры (TMS320C6701) производительностью 240 MFLOPS по цене 133$.[5]
Отсюда можно сделать вывод, произведя не сложные расчеты:
Для Фирмы Motorola стоимость 1 MFLOPS равняется 1,65$, для Analog Device 7$ и для Texas Instrument стоимость 1 MFLOPS будет равняться порядка 1$.
Следовательно, экономически более привлекательными являются процессоры Texas Instrument. Кроме того, эти процессоры имеют более низкую мощность энергопотребления, чем приведенные выше аналоги. В связи с этим можно предложить реализацию МОС (модуля обработки сигналов) на базе ЦСП Texas Instrument.
2. Выбор ЦСП и структурной схемы устройства
.1 Выбор структурной схемы устройства
Устройство предназначено для обработки сигнала, поступающего с АЦП приемного устройства и преобразования информации в видеоинформацию с возможностью выдачи на жидкокристаллический дисплей в формате VGA.
Требования, предъявляемые к входной информации. Входной сигнал представляет собой массив из 256 отсчетов, каждый отсчет представлен 512 значениями 32 разрядных слов. Период поступления массивов отсчетов на устройство составляет 10 мсек.
Выходная информация, представляет собой данные видеоизображения в формате. 640 на 480 элементов разложения 256 цветов данные выдаются в виде каналов цветности RGB и сигнала вертикальной и горизонтальной синхронизации.
Функции, по обработке сигнала должны быть реализованы программно - аппаратным способом на основе программируемых микропроцессоров. Программная реализация функций должна быть выполнена в многозадачном режиме и режиме реального времени с использованием языка программирования высокого уровня Си.
Исходя из назначения устройства, предъявляемых требований и функций, к устройству можно предложить следующую структурную схему устройства рисунок 1.
Структурная схема устройства должна содержать сигнальный процессор, для обработки входного массива данных, универсальный процессор для управления процессами в системе, для вывода графической информации предназначен графический контроллер.
Входные данные поступают по последовательному каналу интерфейса LVDS (низковольтный дифференциальный сигнал) с частотой передачи бит 480 MГц. Информация в канале передается синхронным способом, каждый байт данных передается в формате, старт бит, 8 бит данных, бит контроля четности. Так как данные поступают в последовательном формате необходимо преобразовать данные в параллельный формат, затем создать массив данных поместить массив в буфер входных данных, и после того как массив сформирован, необходимо выдать сигнал готовности данных на сигнальный процессор.
Сигнальный процессор обрабатывает полученные данные по определенному алгоритму и при помощи управляющих сигналов, поступающих с универсального процессора, передает информацию на графический контроллер, графический контроллер формирует видеоизображения в формате 640 на 480 элементов разложения 256 цветов, данные выдаются по каналам цветности RGB и сигналов вертикальной и горизонтальной синхронизации. Для организации связи между модулями необходим системный магистральный интерфейс.
Поэтому структурная схема устройства может быть представлена на рисунке2.2.
За обработку сигнальной информации отвечает входной ко