Читать онлайн «Микропроцессорные системы МПС»
Автор А. И. Полетаев
Микропроцессорные системы МПС (Полетаев Игорь Алексеевич) 4-й курс I семестр 2000/2001 гг.
04. 09. 2000
Классификация процессоров
Универсальные процессоры
специализированные процессоры
процессоры цифровой обработки сигналов (DSP) – сигнальные медийные процессоры
однокристальные ЭВМ или контроллеры
Универсальные процессоры характеризуются минимальным соотношением цена/производительность и универсальным набором системы команд. Лидирующее положение здесь занимает Intel(x-86 и клоны). Также неплохой успех и у фирмы AMD. Остальные производители выпускают Risk-процессоры (10% рынка): Compaq, Dec, Alpha, Motorola (архитектура Power PC), Silicon Graphics (архитектура MIPS R-X), Sun (архитектура Spark), Hewlett Packard (архитектура PA).
Основное применение: универсальные компьютеры и вычислительные системы.
Специализированные процессоры обычно имеют в своём составе некое специализированное устройство и систему команд. Их часто называют сопроцессорами (видеопроцессорами). Сопроцессоры бывают:
цифровые
звуковые
модемные
ввода/вывода и др.
Имеют высокую производительность на узком круге задач.
Основное применение: отдельные узлы компьютеров и внешних устройств, требующие большой обработки информации по специфичным алгоритмам.
К специализированным процессорам относятся также некоторые однокристальные ЭВМ, имеющие универсальный набор команд, и транспьютеры.
Особенности DSP:
ориентация на обработку больших массивов информации, т. е. присутствие специальных команд (например, умножение с накоплением);
поточный характер обработки данных в реальном режиме времени, т. е. обеспечение возможности интенсивного обмена с внешними устройствами;
широко используются методы сокращения длительности командного цикла, характерные для RISK-архитектуры, конвейеризация на уровне макро- и микроинструкций, разделение шин команды данных (гарвардская архитектура), аппаратные умножители;
используется большое количество регистров в целях сохранения состояния вычислений при переключении задач;
малоразрядная быстрая обработка чисел с плавающей точкой, иногда используется два и более математических сопроцессора.
По последней особенности DSP процессоры делятся на два класса:
а) дешёвые, без поддержки обработки чисел с плавающей точкой;
б) дорогие, с обработкой.
Использование второго класса обусловлено:
задачами, связанными с выполнением интегральных и дифференциальных вычислений, в которых особую значимость имеет точность;
использованием алгоритмов компрессии и декомпрессии, адаптивной фильтрации, связанных с определением логарифмической зависимости.
Сейчас в отдельную группу выделяют медийные процессоры, что связано с возможностью расположения большого количества элементов на одном кристалле и, соответственно, созданием симметричной мультипроцессорной системы с простыми АЛУ. Т. е. широко использовать распараллеливание на уровне объектов и данных (например, при обработке аудио и видео информации). Основные производители: Motorola, Texas Instruments, Analog Devises, Intel. Процессоры, выпускаемые фирмами Motorola и Texas Instruments, низкочастотные, так как с ростом частоты идёт экспоненциальная зависимость энергии потребления.
11. 09. 2000
Классификация контроллеров.
04. 09. 2000
Классификация процессоров
Универсальные процессоры
специализированные процессоры
процессоры цифровой обработки сигналов (DSP) – сигнальные медийные процессоры
однокристальные ЭВМ или контроллеры
Универсальные процессоры характеризуются минимальным соотношением цена/производительность и универсальным набором системы команд. Лидирующее положение здесь занимает Intel(x-86 и клоны). Также неплохой успех и у фирмы AMD. Остальные производители выпускают Risk-процессоры (10% рынка): Compaq, Dec, Alpha, Motorola (архитектура Power PC), Silicon Graphics (архитектура MIPS R-X), Sun (архитектура Spark), Hewlett Packard (архитектура PA).
Основное применение: универсальные компьютеры и вычислительные системы.
Специализированные процессоры обычно имеют в своём составе некое специализированное устройство и систему команд. Их часто называют сопроцессорами (видеопроцессорами). Сопроцессоры бывают:
цифровые
звуковые
модемные
ввода/вывода и др.
Имеют высокую производительность на узком круге задач.
Основное применение: отдельные узлы компьютеров и внешних устройств, требующие большой обработки информации по специфичным алгоритмам.
К специализированным процессорам относятся также некоторые однокристальные ЭВМ, имеющие универсальный набор команд, и транспьютеры.
Особенности DSP:
ориентация на обработку больших массивов информации, т. е. присутствие специальных команд (например, умножение с накоплением);
поточный характер обработки данных в реальном режиме времени, т. е. обеспечение возможности интенсивного обмена с внешними устройствами;
широко используются методы сокращения длительности командного цикла, характерные для RISK-архитектуры, конвейеризация на уровне макро- и микроинструкций, разделение шин команды данных (гарвардская архитектура), аппаратные умножители;
используется большое количество регистров в целях сохранения состояния вычислений при переключении задач;
малоразрядная быстрая обработка чисел с плавающей точкой, иногда используется два и более математических сопроцессора.
По последней особенности DSP процессоры делятся на два класса:
а) дешёвые, без поддержки обработки чисел с плавающей точкой;
б) дорогие, с обработкой.
Использование второго класса обусловлено:
задачами, связанными с выполнением интегральных и дифференциальных вычислений, в которых особую значимость имеет точность;
использованием алгоритмов компрессии и декомпрессии, адаптивной фильтрации, связанных с определением логарифмической зависимости.
Сейчас в отдельную группу выделяют медийные процессоры, что связано с возможностью расположения большого количества элементов на одном кристалле и, соответственно, созданием симметричной мультипроцессорной системы с простыми АЛУ. Т. е. широко использовать распараллеливание на уровне объектов и данных (например, при обработке аудио и видео информации). Основные производители: Motorola, Texas Instruments, Analog Devises, Intel. Процессоры, выпускаемые фирмами Motorola и Texas Instruments, низкочастотные, так как с ростом частоты идёт экспоненциальная зависимость энергии потребления.
11. 09. 2000
Классификация контроллеров.
