Motorola DSP56000 (также известный как 56K ) представляет собой семейство цифрового сигнального процессора (DSP) чипов , производимых Motorola Semiconductor (позже известный как Freescale Semiconductor , в настоящее время приобретенной NXP ) , начиная с 1986 [1] [2] [3] [4 ] [5] и до сих пор производится в более совершенных моделях в 2010-х годах. Серия 56k какое-то время была довольно популярна на ряде компьютеров, в том числе на рабочих станциях NeXT , Atari Falcon030 и SGI Indigo, использующих 56001. [6] Обновленные версии 56k все еще используются сегодня.[Обновить]в звуковом оборудовании, радарах , устройствах связи (например, мобильных телефонах ) и различных других встроенных приложениях DSP. Модель 56000 также использовалась в качестве основы для обновленной 96000 , которая не имела коммерческого успеха.
Техническое описание
DSP56000 использует арифметику с фиксированной точкой с 24- битными словами программы и 24-битными словами данных. Он включает в себя два 24-битных регистра , которые также можно назвать одним 48-битным регистром. Он также включает в себя два 56-битных аккумулятора , каждый с 8-битным «расширением» (также называемым запасом прочности); в остальном аккумуляторы аналогичны другим 24/48-битным регистрам. Будучи процессором с модифицированной гарвардской архитектурой , 56k имеет три области памяти + шины (и встроенные банки памяти в некоторых моделях): область / шину памяти программ и две области / шину памяти данных. [7]
24 бита было выбрано в качестве базовой длины слова, потому что это дает системе разумный диапазон чисел и точность для обработки звука (звука), что является основной задачей 56000. [ необходима цитата ] 24 бита соответствуют большому динамическому диапазону 144 дБ , достаточному в 1980-х годах, когда аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) редко превышали 20 бит. Одним из примеров являются приложения ADSL , где фильтры обычно требуют точности 20 бит. Крайние левые четыре бита считаются [ кем? ] достаточно места для расчетов.
Процессор способен выполнять 16,5 миллионов инструкций в секунду (MIPS) при максимальной указанной тактовой частоте 33 МГц. , [7] и имеет аппаратную поддержку БПФ с плавающей запятой . [7] Он использует уровни TTL 5 В и потребляет около 0,4 Вт. [7]
Приложения и варианты
В большинстве проектов 56000 предназначен для решения одной единственной задачи, поскольку цифровая обработка сигналов с использованием специального оборудования в основном выполняется в режиме реального времени и не допускает прерывания . Для несколько более умеренно требовательных задач, которые не критичны по времени, или более простого типа «если-то», разработчики обычно используют отдельный ЦП или MCU .
56000 может выполнять 1024-точечное комплексное быстрое преобразование Фурье (БПФ) за 59 898 тактов, что занимает 1,8 мс на частоте 33 МГц [7] или со скоростью чуть более 555 операций в секунду, что позволяет как декодировать в реальном времени, так и кодировать достаточно продвинутые аудиокодеки, такие как MP3, для прямой записи на диск. [8] [9]
Добавление инструкций SIMD к большинству процессоров настольных компьютеров означало, что выделенные микросхемы DSP, такие как 56000, частично ушли из некоторых областей применения, но они по-прежнему широко используются в коммуникациях и других профессиональных целях. С этой целью в серию 56800 был добавлен полный MCU, который создал одночиповое решение «DSPcontroller», тогда как в 68456 произошло противоположное - 68000 с 56000 на нем.
Все еще довольно распространенной моделью 56000 является третье поколение семейства 563xx, разработанное в 2000-х годах, которое включает несколько моделей, начиная с 56301 [10], в котором есть несколько моделей со встроенными аппаратными и встроенными специальными приложениями, такими как логика интерфейса PCI. , CRC процессоры, или аудио companders . Тактовые частоты ядра составляли до 250 МГц . [11]
Рекомендации
- ^ Цифровой сигнальный процессор Motorola DSP56000 IEEE
- ^ 24-БИТ. ЦИФРОВОЙ СИГНАЛ ПРОЦЕССОР. СЕМЬЯ
- ^ Дробная и целочисленная арифметика с использованием семейства DSP56000
- ^ Программируемые архитектуры DSP
- ^ Руководство пользователя оптимизирующего компилятора C для семейства Motorola DSP56000
- ^ Atariforge.org - Atari Falcon030 Схема Rev A архивации 2015-07-24 в Wayback Machine , 1992-06-28
- ^ a b c d e freescale.com - Предварительный просмотр продукта, 24-БИТНЫЙ ЦИФРОВОЙ СИГНАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР, DSP56001A , 1997
- ^ Скот Хакер. «Как работает MP3: внутри кодека» . MP3: полное руководство . О'Рейли . Проверено 16 апреля 2013 года .
- ^ Майк Адана. «Развитие MP3» . Руководство для блога MP3 . Проверено 16 апреля 2013 года .
- ^ Motorola (октябрь 1999 г.). «56301 СПЕЦ» (PDF) . 128IC . DSP56301P / D. Архивировано (PDF) из оригинала 15 августа 2020 года . Дата обращения 7 августа 2020 .
- ^ Обзор семейства DSP56K , стр. 45 ff в Beyond DSPs, ноябрь 2010 г. (freescale / NXP).
Внешние ссылки
- Цифровые сигнальные процессоры Freescale
- Бесплатный ассемблер A56 для архитектуры 56000
- Программа долголетия продукта