Выбор типа комплекта элементов

 

В настоящее время существует множество микропроцессорных БИС различного назначения. Очевидно, что применительно к задаче обработки сигналов в реальном масштабе времени основным критерием выбора типа МПК является критерий получения максимального быстродействия.

Применительно к МПК понятие быстродействия относительно. Здесь следует учитывать соотношение характера выполнения операций и архитектурных особенностей МПК, поэтому о быстродействии МПК можно судить на основании конкретно решаемой задачи. Тактовая частота служит лишь для грубой оценки быстродействия. Проанализируем характер выполняемых операций и предъявим требования к архитектурным особенностям МПК.

В нашем случае процесс вычисления включает в себя 8 операций умножения и 8 арифметических операций. Непосредственное использование МПК для этой цели приводит к недопустимо большим затратам времени. Так, например, для реализации умножения двух 8-разрядных чисел на микропроцессоре К580 потребуется около 60 команд. В настоящее время промышленностью выпускаются БИС, выполняющие прежде всего одну функцию умножения. Время выполнения операции умножения в таких БИС составляет 100-130мс. Необходимость применения таких умножителей в нашей разработке очевидна.

Как будет указано ниже, для реализации алгоритма АК МПК должен иметь возможность фиксации места МПС в системе. В противном случае либо уменьшается быстродействие, либо увеличивается объем аппаратуры за счет использования внешних логических схем из-за необходимости обработки знакового разряда. Для обеспечения гибкости всей системы, широких возможностей обмена информацией, МПК должен обладать увеличенными возможностями входных и выходных шин.

Существенную роль при выборе МПК играет технология изготовления БИС. Многие ИС, изготовленные по различным технологиям для совместного использования с другими ИС требуют наличия устройств согласования, в результате чего увеличивается объем аппаратуры и уменьшается быстродействие.

Наиболее полно удовлетворяет перечисленным требованиям МПК 1804 - микропроцессор с разрядно-модульной организацией. Он обладает необходимым быстродействием (тактовая частота равна 12 Мгц). В набор команд входят такие операции как преобразование прямой, код - дополнительный, нормализация чисел как двойной, так и обычной длины. Имеется возможность наращивать разрядность всей системы. Технология изготовления 1804-ТТЛШ, что позволяет использовать схемы без согласования быстродействующий умножитель 1802 ВР3, выполненный по той же технологии, и ИС, изготовленные по ТТЛ и КМОП - технологиям.

Серия 1804 достаточно развита, включает в себя микропроцессорные секции (МПС), блок микропрограммного управления (БМУ), схему управления сигналами состояний (СУСС), схему ускоренного переноса (СУП) и другие БИС, позволяющие создать спецвычислитель с большими возможностями. МПК 1804 имеет высокую надежность, широкий диапазон рабочих температур, повышенную радиационную стойкость.

 

Разработка алгоритма вычислений применительно к выбранному типу комплекта цифровых элементов

 

В соответствии с алгоритмом АК с обычным коррелятором, а также учитывая особенности выполнения операций над числами со знаком, необходимо произвести следующие операции:

умножение;

сложение и вычитание чисел обычной длины;

умножение на коэффициент обратной связи.

 

Умножение

Выполнить операцию умножения можно двумя способами:

) Аппаратный способ. Этот способ основывается на применении специальных БИС - быстродействующих N - разрядных умножителей с временем умножения 130-200нс.

Достоинство: малое время выполнения операции;

Недостаток: требует дополнительных аппаратурных затрат.

) Программный способ. Основывается на выполнении вычислений в микропроцессоре с помощью программных средств.

Достоинство: не требует дополнительных аппаратных средств;

Недостаток: низкое быстродействие.

Так как нам необходимо высокое быстродействие, то выбираем первый способ. В качестве умножителя 8 x 8 разрядов будем использовать быстродействующий умножитель 1802ВР3.

Особенности данной микросхемы:

) малое время умножения (140нс);

) имеется встроенная функция округления до 8 разрядов.