Особенности проектирования микропроцессорных систем

Системы цифровой обработки сигналов, относятся к классу цифровых микропроцессорных систем, функционирование которых помимо конфигурации аппаратных средств определяется также программным обеспечением. Эта особенность обуславливает следующую последовательность этапов проектирования подобных систем (рисунок 13).

Рисунок 13 - Этапы проектирования МП систем

На первом этапе находится та или иная математическая модель цифровой обработки сигналов, позволяющая с заданной степенью точности удовлетворить технические требования к проектируемой системе. В качестве такой модели в общем случае выступает некоторый оператор F, связывающий однозначной функцией множество входных воздействий X и множество реакций Y. При этом компонентами множеств могут выступать как непосредственно цифровые последовательности, так и их образы [9].

Следующим после нахождения оператора следует этап структурного синтеза алгоритма обработки. Специфика проектирования устройства на базе ЦПОС состоит в том, что его структура (состав отдельных компонентов и связь между ними) определяется, с одной стороны, применяемым элементным базисом, а с другой стороны, типом выполняемых процессором операций и числом используемых переменных, то есть алгоритмом обработки. Следовательно, этап структурного синтеза заключается в нахождении алгоритма (последовательности выполняемых процессором действий по вычислению реакции Y из входного действия X) исходя из заданного оператора F. Алгоритм характеризуется, прежде всего, его базисом, включающем совокупность множества переменных и множества выполняемых ЦПОС операций (действий).

Для того чтобы избежать применения нескольких ЦПОС, внешних ПЗУ и ОЗУ, в качестве критериев оптимальности процедуры проектирования можно использовать ограничения по производительности (для выбранного процессора), объемам ПЗУ и ОЗУ.

На этапе синтеза алгоритма могут быть использованы критерии синтеза, направленные на повышение быстродействия, сокращение числа используемой памяти и разрядности представления переменных. Конечной целью проектирования систем ЦОС для сигнального процессора является программа для ЦПОС.

Второй этап разработки системы ЦОС – этап проектирования и изготовления ее аппаратных и программных средств. При проектировании аппаратных средств

· определяют требуемое число процессоров ЦОС, обеспечивающих требуемую производительность системы, и распределяют функции системы между ними.

· рассчитывают объемы памяти для хранения массивов данных, исходя из требуемого их числа при выбранном периоде дискретизации.

· определяют пропускную способность каждого канала ввода вывода, выбирают типы каналов ввода вывода.

· разрабатывают протоколы обмена с внешней средой.

· разрабатывают функциональную схему системы ЦОС, определяют конструктивные блоки и выполняют их схемотехническое и конструкторское проектирование.

На третьем и последнем этапе разработки системы ЦОС выполняют комплексную отладку аппаратных и программных средств системы ЦОС и ее испытания. Наиболее эффективными средством автоматизации процесса комплексной отладки являются внутрисхемные эмуляторы в комплексе с обычным измерительным оборудованием, характерным для цифровых систем [12].

Дата добавления: 2015-09-03