Всем привет! Рассмотрев особенности построения сотовых систем связи поколения 1G и способов формирования радиосигналов мы плавно подошли к общему устройству процессоров цифровой обработки сигналов (ЦОС-процессорам).
Содержание предыдущих серий:
- Как правильно вращать CORDIC?
- Самая известная модуляция
Исходя из ранее сказанного можно понять, что цифровые сигнальные процессоры должны действовать как процессоры общего назначения, но кроме того, они должны быть оптимизированы для решения определенных типов вычислений.
Для формирования и демодуляции сигналов с частотной модуляцией нужны операции сложения и умножения.
Демодуляция цифровых частотно манипулированных сигналов и принятие решения о наличии нуля или единицы в канале связи также требует большое количество операций сложения с произведениями, она же интегральная свертка.
Таким образом, все вычисления в рассмотренных радиотехнических и управленческих задачах строятся вокруг умножений и сложений чисел. Разумеется, созданный в 1981 году компанией Texas Instruments процессор TMS320c10 обладал всеми признаками обычного процессора, но операции суммы умножений уделено максимально возможное внимание.
Арифметико-логическое устройство в этом процессоре связано с регистром аккумулятором, причем разрядность обоих элементов 32 бита. Это при том, что разрядность отсчетов сигнала обычно не более 16-ти бит, что вполне устраивает инженеров по такому параметру как шумы квантования при оцифровке сигнала. Более того, выход аккумулятора связан с одним из входов арифметико-логического устройства.
На второй вход арифметико-логического устройства поступает результат умножения одного числа на другое. Разрядность этих чисел 16 бит, а результат, соответственно 32-разрядный.
На текущий момент необходимо отметить следующее. Умножитель в компании с арифметико-логическим устройством и еще с регистром аккумулятором создают неповторимое трио, которое с небывалой легкостью производит операцию интегральной свертки сигналов. Более того, разрядность арифметико-логического устройства и аккумулятора позволяют не округлять каждый раз результаты умножения, что значительно сказывается на точности вычислений.
Округление требуется только в момент вывода результата после интегральной свертки, что не допускает регулярную потерю точности вычислений.
Процессоры цифровой обработки сигналов обычно не являются частью компьютеров, а предназначены скорее для встраивания в различные устройства, например, в мобильные телефоны, автомагнитолы и прочие устройства. Благодаря своей особенности ускорять операции интегральной свертки они как нельзя лучше подходят в задачах, где требуется обработка сигналов. В настоящий период времени мы пользуемся сетями связи новых поколений, но теоретические основы обработки сигналов остаются прежними. Производители смартфонов создают интегральные схемы с максимальной степенью интеграции всей логики на одном кристалле.
Из-за того, что на одном чипе умещается несколько разных процессоров с разным программным обеспечением (один для операционной системы, другой для ЦОС) один смартфон может надежно обеспечивать связь в то время как другой ее периодически теряет. Дело не в последнюю очередь в качестве софта, а именно программы цифровой обработки сигнала.
Поддержите статью лайком если понравилось и подпишитесь чтобы ничего не пропускать.
Также не обойдите вниманием канал на YouTube . Подписки и лайки будут приятным ответом от аудитории.
