Цифровий Процесор Обробки Сигналів (ЦПОС) TMS320F243.

Цифрові перетворювачі

Електронні аналогові обчислювачі не настільки гнучкі, як цифрові. Наприклад, персональні комп’ютери РС допомагають нам у багатьох областях: у складанні документів, орфографічному контролі, графіку. Усе це – цифрова технологія.
На жаль, що оточує нас світ є аналоговим. Тому, щоб скористатися приголомшливими можливостями обробки даних, що пропонує цифрова технологія, ми повинні виконати наступне:
Перетворити аналоговий сигнал в електричний з використанням датчика.
Представити цей сигнал у цифровій формі. Інакше кажучи, перетворити його з аналогового в цифровий, використовуючи аналогово-цифровий перетворювач – АЦП (ADC -Analog-to-Digital Converter).
От тепер сигнал має цифрову форму, і наш обчислювач може його легко обробити. Оскільки обробляються цифрові сигнали, обчислювач називається Цифровим Процесором Обробки Сигналів (ЦПОС), чи в англійській термінології Digital Signal Processor (DSP). ЦПОС є спеціалізованим процесором, пристосованим до особливостей алгоритмів обробки сигналів. Це дозволяє легко відрізняти його від мікрокомп’ютерів, чи мікроконтролерів мікропроцесорів загального призначення.
Після того як сигнал оброблений процесором необхідно виконати його зворотне перетворення в аналогову форму для того, щоб сигнал можна було сприйняти. Розглянемо типову систему на базі ЦПОС.

Компоненти типової системи
Типові системи на базі ЦПОС (рис.1) складаються з кристала ЦПОС, па-м’яті, можливо аналого-цифрового перетворювача (АЦП) і цифро-аналогового перетворювача (ЦАП), а також каналів зв’язку. Не всі системи мають таку ж архітектуру з такими ж компонентами. Вибір компонентів у системі ЦОС зале-жить від її призначення. Наприклад, звукова система, зовсім ясно, зажадає аналого-цифрового і цифро-аналогового перетворювачів, у той час як система об-робки зображень може їх не мати.
Кристал ЦПОС
Кристал ЦПОС може містити велика розмаїтість функціональних блоків, реалізованих апаратно.
Центральний арифметичний блок
Цей блок є тією частиною ЦПОС, що виконує найбільш важливі арифметичні функції, такі як множення і додавання. Це саме та частина , що робить ЦПОС настільки швидким у порівнянні з традиційними процесорами.
Допоміжний арифметичний блок
Цифрові процесори часто мають допоміжний арифметичний блок. Він призначений для виконання інших математичних обчислень і логічних операцій у той час, поки основний арифметичний блок зайнятий.


РИС.1

Послідовні порти
Цифрові процесори звичайно мають послідовні порти для високошвидкісного зв’язку з іншими процесорами і перетворювачами даних. Послідовні канали більш кращі, ніж рівнобіжні, оскільки спрощують задачі, зв’язані з декодуванням адреси.
Пам’ять
Пам’ять містить інформацію і команди для ЦПОС. Хоча цифрові процесори є інтелектуальними машинами, усе-таки їм необхідно підказувати, що робити. Пристрою пам’яті містять послідовність команд, що вказують процесору, які операції виконувати з даними (тобто з інформацією). У більшості випадків ЦПОС читає в пам’яті деякі дані, обробляє їхній і записує в пам’ять. Пам’ять є невід’ємною частиною будь-якої системи ЦОС. Деякі процесори мають внутрікристальну пам’ять, що працює значно швидше, ніж зовнішня.
Аналого-цифровий і цифро-аналоговий перетворювачі
Перетворювачі виконують для ЦПОС роль перекладача. Тому що ЦПОС може працювати тільки з цифрові даними, сигнали, що надходять із зовнішнього світу, повинні бути перетворені в цифрові сигнали. Якщо до того ж процесор постачений пристроєм висновку, сигнал повинний бути перетворений в аналогову форму для того, щоб він був зрозумілий зовнішнім світом.
Аналого-цифровий перетворювач (АЦП) приймає вхідний аналоговий сигнал і перетворює його в цифрові данні, що складаються тільки з нулів “0″ і одиниць “1″. Цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) виконує зворотну операцію: приймає цифрові дані і перетворить їх у безупинний аналоговий сигнал.
Порти
Порти зв’язку необхідні будь-якій системі ЦОС. На вхід процесора надходить первинна інформація, а оброблена інформація видається в зовнішній світ через ці порти. Наприклад, система ЦОС через порти може виводити інформацію на принтер. Найбільш розповсюдженими є “послідовні” і “рівнобіжні” порти. Послідовний порт приймає послідовний потік даних і перетворить його у формат, що необхідний процесору. При бажанні мати вихідні дані в послідовному форматі такий порт перетворить одержувані від процесора дані в послідовний потік. Рівнобіжний порт виконує таку ж роботу, за винятком того, що вхідні і вихідні дані представляються в рівнобіжному форматі. Найбільш розповсюдженим прикладом порту даного типу є порт принтера на персональному компьютері.