Разработка устройства обработки информации на базе ЦСП
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ние ОЗУ процессора, по определенному алгоритму обработаться, после чего промежуточные значения поступают в локальное ОЗУ, затем формируется массив значений объемом 512Kb, и он поступает в ОЗУ обмена контроллера PCI.
Определим, за какое количество тактов данные поступят в ОЗУ обмена контроллера PCI, если известно, что массив данных состоит из 256 отсчетов каждый отсчет представлен 512 значениями 32 разрядных слов, частота работы процессора 120МГц, темп поступления нового массива составляет 10мсек.
Рассмотрим схему прохождения данных внутри модуля рисунок 4.1
Как видно из рисунка за время 10мсек необходимо произвести 4 операции две операции записи и две операции чтения.
Передача данных осуществляется за 1 такт, за 5 тактов осуществляется установка блочного режима памяти, отсюда следует можно легко подсчитать количество тактов необходимое для передачи массива значений на ОЗУ обмена.
(2561такт + 5тактов)=133632, т.е. такое количество тактовых импульсов потребуется для чтения данных из входного буфера контроллера ввода, а соответственно для 4 операций потребуется 534528 тактов.
Определим, сколько тактов формирует процессор за 10мсек. За 1 секунду формируется 120миллионов тактов, отсюда следует, что за 10мсек будет сформировано 1,2 миллиона тактов, что является достаточным для выполнения двух операций записи и двух операций чтения.
Отметим, что во время преобразования информации объем ее остается постоянным, а именно это будет массив размером 512Kb, темп поступления новой информации составляет 10мс.
Определим, какое количество информации будет передано за 1 секунду, размер массива 512 Kb.
Получим , т.е. за 1 секунду необходимо передать 51Мбайт, максимальная пропускная способность шины PCI составляет, 132Мбайт/сек, что является достаточным для передачи такого объема информации.
Выше рассматривалась самая критическая ситуация, когда вся поступающая информация приходится только на один ЦСП, а в данном модуле используется два таких процессора, поэтому входной поток информации будет обработан как в случае последовательной работы процессоров, так ив случае их параллельной работы.
5. Описание принципиальной электрической схемы
Согласно со структурной схемой, описанной в пункте 2.2, разработали принципиальную электрическую схему, представленную в приложении .
Разберем принципиальную схему по элементам. На 1-м листе представлены 2 встроенных источника питания. Элементы DD1 (MAX1626ESA), VT1 (NDS8434A), VD7 (30BQ040), L1 (IHSM - 4825 18 мкГн 5%) - образуют импульсный стабилизатор напряжения, который вырабатывает сигнал VCC - 3.3 В. DD4 - линейный стабилизатор, выполнен на микросхеме LM1085IT -ADJ с выходным переменным напряжением, которое задают делители (резисторы) R5 и R6. Он формирует сигнал VCC3 номиналом 1.8 В . Схема линейного стабилизатора и расчет резисторов приведены ниже.
Расчет резисторов стабилизатора рассчитывается по формуле (4.1). Выходное напряжение Vout можно изменять в пределах 1.2 В - 15 В.
,(4.1)
т.к. на выходе Vout = 1.8 В, то
.44R6 = R5.
Возьмем R5 = 100 Ом 5 %, тогда R6 = 227.(27) Ом. Выберем из стандартного ряда резистор сопротивлением 220 Ом 5 %.
Также на этом листе схемы элемент DD2 представляет центральный процессор IDT79RV4650- 150MHz, DD3 - тактовый генератор (SG-8002JA-30 МГц) с тактовой частотой 30 МГц, DD5.1 - DD5.2 - ядро программируемой логической интегральной схемы EP20K200E, DD6 и DD7 - 2 микросхемы (EPC2LI20) ПЗУ конфигурации контроллера. Микросхема DD8 - это загрузочное ПЗУ фирмы AMD Am29LV040B. Элементами DD9 - DD16 являются 8 микросхем электронного диска (флэш ПЗУ) - AT45DB321.
На 2-м листе принципиальной электрической схемы (стр.29) показаны элементы DD17 - DD32, представляющие 16 микросхем асинхронного статического ОЗУ (IDT71V424S12PHI).
На 3-м листе схемы (стр.30) в качестве буферов магистрали ISA DD33 - DD42 приведены микросхемы IN74НСТ245AD. Для поддержания логического уровня и соответствующих стандартов на ISA к выходу буферов, через питание +5 В, подключена резистивная матрица (элементы A1 - A18) типа САТ16 номиналом 1 КОм. Разъем магистрали Х1 (БЕЖК.434464.00) используется для стыковки процессорного модуля с бортовым компьютером.
На печатной плате установлена группа светодиодов марки 3Л341 Г (VD1 - VD6), которые для зрительного восприятия выведены на планку процессорного модуля. Из них VD5 предназначен для индикации наличия сетевого напряжения питания +5 В, VD6 - для контролирования работоспособности встроенного источника питания, который вырабатывает сигнал VCC (+3.3 В). Остальные светодиоды установлены iелью контроля работоспособности устройства.
На внешней стороне планки модуля установлен разъем типа СНП 268 для подключения кабеля интерфейса RS - 232, используемого в технологических целях (Х2). Элементы DD43 - DD44 - преобразователи уровня для порта Com2, выполнены в виде микросхем MAX3243EWI фирмы MAXIM.
Разъемы Х3 - Х5 типа PLD10 предназначены для интерфейса JTAG. Он используется для программирования ПЛИС и ПЗУ конфигурации.
При работе модуля возникает большое количество шумов, помех, которые могут заглушить основные сигналы элементов устройства. Поэтому iелью защиты от помех в систему необходимо включать фильтры, сглаживающие помехи. Помехи бывают 2-х типов высокочастотные (ВЧ) и низкочастотные (НЧ). НЧ помехи возникают в питающей цепи. Для борьбы с ними устанавливаем на вводах питания, во избежание их дальнейшего распространения, электролитические конденсаторы большой емкости 100мкФ. ВЧ помехи возникают на выходах всех э