Разработка устройства обработки информации на базе ЦСП
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
реключаемыми банками памяти (Bank-Switchable Dual-Port RAMs)
Память Bank-Switchable - это статическое ОЗУ с двумя интерфейсами, обеспечивающими независимый доступ к банкам в пространстве памяти. По структуре двухпортовое ОЗУ с переключаемыми банками памяти представляет собой промежуточный вариант между обычным ОЗУ и двухпортовой памятью. Так же как и в обычном ОЗУ, элементарная ячейка Bank-Switchable выполнена на четырех транзисторах. А наличие в составе Bank-Switchable двух интерфейсов с разделенными шинами адреса, данных и управления обеспечивает возможность независимого обращения к банкам в пространстве памяти по аналогии с тем, как это происходит в стандартной двухпортовой памяти (рисунок. 3.10 а, б).
рисунок 3.10 а рисунок 3.10 б
Выбор того или иного банка памяти осуществляется посредством установки адреса банка на дополнительных линиях BA_R или BA_L.
В зависимости от реализации внешнего интерфейса обмена данными микросхемы памяти Bank-Switchable подразделяются на асинхронные и синхронные. Конфликтные ситуации в асинхронной памяти с переключаемыми банками разрешаются с помощью семафорной логики и системы прерываний. Синхронные устройства Bank-Switchable являются более перспективными изделиями и характеризуются широким перечнем дополнительных функций. Среди них можно выделить поддержку организации обмена данными между шинами с разным форматом слова, наличие внутренних счетчиков адреса, работа в режимах Pipelined и Flow-through. Микросхемы двухпортовой памяти с переключаемыми банками предназначены для применения в системах цифровой обработки изображений, системах промышленной автоматики и периферийных контроллерах.[10]
Исходя, из выше сказанного можно сказать, что двухпортовоя память с переключаемыми банками наиболее подходит для модуля обработки сигналов. Емкость памяти выбираем разрядностью данных 32 бит и глубиной достаточной для хранения требующейся информации.
3.5 Выбор ПЗУ
При построении модуля обработки информации нам необходимо выбрать внешнее постоянное запоминающееся устройство, на котором должны быть необходимые тестовые программы, по которой будет проверяться модуль обработки сигналов. Сейчас существуют ПЗУ выполненные в виде квази-диска - это так называемые Flash ПЗУ. Для нашей разработки выберем параллельное ПЗУ так как оно имеет быстродействие большее, чем последовательное ПЗУ. Емкость памяти выбираем разрядностью данных 32 бит и глубиной достаточной для хранения требующейся информации.
3.6 Функциональная схема модуля обработки информации
Рассмотрев структуру процессора, выбрав элементы памяти можно предложить функциональную схему следующего вида рисунок 3.11.
рисунок 3.11
4. Расчет производительности обмена данных
Произведем расчет производительности каналов обмена данными в устройстве.
Входные данные поступают со специализированного АЦП с частотой 15МГц формата 16х16, где первые 16 разрядов представляют действительную часть, а вторые 16 разрядов мнимую.
Данные поступают в параллельном формате, для того чтобы данные поступили на контроллер ввода их необходимо передать, как уже отмечалось выше, параллельный интерфейс, для, передачи, данных не подходит, поэтому будем использовать последовательный интерфейс.
Определим необходимую пропускную способность канала.
10632=480Мбит/с
Пропускная способность последовательного канала должна составлять порядка 500Мбит/с.
В данном дипломном проекте используется LVDS интерфейс данные, в котором передаются последовательно по 10 бит два бита, из которых являются служебными.
Определим частоту последовательного канала передачи данных, в настоящие время используются два типа микросхем (исходя из экономических показателей) MAX 9205-9206 и MAX 9207-9208.
Микросхема MAX 9205 это преобразователь параллельного кода в последовательный, а микросхема MAX 9206 преобразователь последовательного кода в параллельный. Отличие микросхем 05-06 от 07-08 заключается в том, что они могут работать на разных частотах 05-06 на частоте 40МГц, а микросхемы 07-08 на частоте 60МГц.
1010640=400Мбит/с для микросхемы 05-06
10660=600Мбит/с для микросхемы 07-08
Исходя из расчета, выбираем микросхемы MAX 9207-9208, так как они обеспечивают необходимую пропускную способность канала.
Для того чтобы поступающие данные обрабатывались в реальном масштабе времени необходимо высокое быстродействие, которое подразумевает под собой время, за которое данные будут обработаны сигнальным процессором, промежуточные значения помещены в локальную память, сформирован массив значений, а затем передан по шине Compact PCI универсальному процессору.
Определим скорость обмена и передачи данных между ЦСП ОЗУ и шиной Compact PCI.
Будем исходить из того, что процессор работает на частоте 120 МГц, используемая память, работает на частоте процессора, пропускная способность шины PCI составляет 1056Мбит/с.
Рассмотрим следующие этапы преобразования информации внутри МОСа.
. Накопление данных во входном буфере
. Поступление данных во внутреннюю память процессора
. Обработка информации и помещение ее в локальное ОЗУ
. Передача информации по шине PCI универсальному процессору
Во входной буфер данные поступают с частотой 15МГц разрядностью 32 бита, темп поступления составляет 10мс, после того, как данные поступили в буфер память переключает блоки за время порядка 120нсек.
За время 10-2секунды данные должны поступить во внутрен