Типовые задачи, решаемые ПЦОС

Структурная схема
цифровой обработки сигналов
АЦП- аналого-цифровой преобразователь
ЦПОС- цифровой процессор обработки сигналов
ЦАП- цифро-аналоговый преобразователь

Если основная задача устройства связана с обработкой данных– то это процессор, если же с управлением– то это контроллер.
Универсальные процессоры используют все передовые технологии, не взирая на стоимость, габариты и расходуемую энергию. В технике связи применяются для управления дорогостоящими системами связи.
Микроконтроллеры используются для управления дешевыми малогабаритными устройствами связи. При их изготовлении учитывают стоимость, габариты и потребляемую энергию.
Сигнальные процессоры характеризуются упрощенным набором команд, наличием встроенного умножителя. На основе ПЦОС создаются устройства в которых требуется реальный масштаб времени выполнения практически любых
арифметических задач.
Классификация процессоров
Программируемые процессоры
Сигнальные процессоры
Универсальные процессоры
Микроконтроллеры

Архитектура процессоров
Фон Неймана
Гарвардская архитектура
Модифицированная гарвардская архитектура

Неконвейерное выполнение команд
Структура команды
Конвейерное выполнение команд

Системы счисления

Дополнительный код
Кодирование положительных чисел
[phone] прямой код
0 11001 дополнительный код
Кодирование отрицательных чисел
– 25 1 11001 – прямой код
а) 1 00110 – обратный код
б) 1 00110
+ 0 00001
1 00111 – дополнительный код
Кодирование отрицательных чисел
а) 1 00111 – дополнительный код
б) 1 11000
в) 1 11000
+ 0 00001
1 11001 – прямой код
8 −25= −17
0 01000
+ 1 00111
1 01111 – дополнительный код
31 −25= +6
0 11111
+ 1 00111
1| 0 00110 – дополнительный/прямой код
1 10000
+ 0 00001
1 10001 – прямой код = −17

Сигнальный процессор TMS 32010

ADD Прибавить к содержимому аккумулятора со сдвигом
AND Логическое умножение с содержимым аккумулятора
APAC Прибавить содержимое регистра P к содержимому аккумулятора
B Безусловный переход
BNZ Переход при значении содержимого аккумулятора ≠0
BZ Переход при значении содержимого аккумулятора = 0
IN Считать данные из порта
LAC Загрузить в аккумулятор со сдвигом
LACK Загрузить в аккумулятор константой
LDPK Загрузить в указатель на страницу памяти (константа)
LT Загрузить в T-регистр
MAC Выполнить умножение и сохранить результат операции в аккумуляторе
MPY Выполнить умножение
MPYK Выполнить умножение с константой
OR Логическое «ИЛИ» с содержимым аккумулятора
OUT Вывести данные в порт
PAC Загрузить в аккумулятор содержимое Р-регистра
SACH Сохранить старшее слово аккумулятора со сдвигом
SACL Сохранить младшее слово аккумулятора со сдвигом
SPAC Вычесть содержимое Р-регистра из аккумулятора
SUB Вычесть из содержимого аккумулятора со сдвигом
SUBK Вычесть константу из содержимого аккумулятора
TBLR Чтение таблицы
TBLW Запись таблицы
XOR Выполнить исключительное «ИЛИ» с содержимым аккумулятора
ZAC Обнулить аккумулятор
Команды сигнального процессоров

Формирование пилообразного напряжения методом работы накапливающего сумматора

.text
ldpk 0
lack 5 (10,15)
sacl 1
zac
Cycle lac 2 add 1
sacl 2
out 2,pa0
b Cycle
.end

Формирование синусоидального сигнала
One .set 1
DelFi .set 2
Fi .set 3
SinFi .set 4
.text
LDPK 0
LACK 1
SACL One
LACK 30
SACL DelFi
ZAC
SACL Fi
Cycle LAC Fi
ADD DelFi
SACL Fi
LACK 0FFh
ADD One,8
AND Fi
SACL Fi
LAC One,7
ADD Fi
TBLR SinFi
LAC One,15
XOR SinFi
SACL SinFi
OUT SinFi, PA0
B Cycle
.end

Формирование сигнала с частотной модуляцией
*fm.asm
One .set 1
DelFi .set 2
Fi .set 3
SinFi .set 4
Inf .set 5
Count .set 6
.text
LDPK 0
LACK 1
SACL One
A LAC One,7
SACL Count
LAC Inf
AND One
XOR One
SACL Inf
BNZ F
LACK 8
SACL DelFi
B LC
F LACK 16
SACL DelFi
LC LAC Fi
ADD DelFi
SACL Fi
LACK 11111111B
ADD One,8
AND Fi
ADD One,7
TBLR SinFi
LAC One,15
XOR SinFi
SACL SinFi
OUT SinFi,PA0
LAC Count
SUB One
SACL Count
BNZ LC
B A
.end

Формирование сигнала с частотной модуляцией
*phm.asm
One .set 1
DelFi .set 2
Fi .set 3
SinFi .set 4
Inf .set 5
Inf0 .set 6
Count .set 7
.text
LDPK 0
LACK 1
SACL One
LACK 8
SACL DelFi
A LAC One,7
SACL Count
LAC Inf
AND One
XOR One
SACL Inf
BZ F
LAC Fi
ADD One,8
SACL Fi
B LC
F LAC Fi
SUB One,8
SACL Fi
LC LAC Fi
ADD DelFi
SACL Fi
LACK 11111111B
ADD One,8
AND Fi
ADD One,7
TBLR SinFi
LAC One,15
XOR SinFi
SACL SinFi
OUT SinFi,PA0
LAC Count
SUB One
SACL Count
BNZ LC
B A
.end

Цифро-аналоговый преобразователь

Цифро-аналоговый преобразователь с коммутацией напряжений

Цифро-аналоговый преобразователь с коммутацией токов

Аналого-цифровой преобразователь

АЦП с единичными приближениями

АЦП с последовательных приближений

Аналого-цифровой преобразователь непосредственного сравнения

Устройства арифметического сложения

Устройство вычитания

Универсальное арифметическое устройство

Арифметико-логическое устройство

Дешифратор

Шифратор

Мультиплексор

Запоминающие устройства

АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА

Адаптивный нерекурсивный фильтр

Адаптивный рекурсивный фильтр

Другое представление градиента
Декорреляция сигнала ошибки и входного сигнала

Запоминающие устройства

АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА

Сигнал на входе и выходе неизвестной системы
Сигнал на входе и выходе неизвестной системы, отфильтрованный сигнал

Адаптивный нерекурсивный фильтр

Адаптивный рекурсивный фильтр

Функция среднего квадрата ошибки

Другое представление градиента
Декорреляция сигнала ошибки и входного сигнала

Поиск СКО
Простой алгоритм градиентного поиска