СРАВНЕНИЕ АРИФМЕТИКИ С ФИКСИРОВАННОЙ ТОЧКОЙ И С ПЛАВАЮЩЕЙ ТОЧКОЙ

• 16-раз рядная с фиксированной точкой:

? 216 = 65536 возможных значений

• 32-разрядная с плавающей точкой:

? Наибольшее значение: ±6.8 х 1038, в стандарте IEEE-754: ±3.4 х 1038

? Наименьшее значение: ±5.9 х 10– 39, в стандарте IEEE-754: ±1.2 х 10– 38

• Расширенная точность (40-бит: знак + 8-битная экспонента + 31-битная мантисса)

• Двойная точность: (64-бит.: знак + 11-бит. эксп.+ 52-бит. мантисса)

• 32-разрядная с плавающей точкой:

? Более высокая точность

? Больший динамический диапазон

? Проще в программировании

Рис. 7.29

Цифровые сигнальный процессоры с плавающей точкой SHARC® компании Analog Devices

SHARC семейства ADSP-2106, построенный по модифицированной гарвардской архитектуре, представляет собой 32-разрядный высокопроизводительный цифровой сигнальный процессор. Процессор SHARC имеет в своей основе ядро процессорного семейства ADSP-21000, блок двухпортовой статической памяти и встроенные средства ввода-вывода, представляя, таким образом, полноценную микропроцессорную систему. Благодаря использованию встроенной кэш-памяти команд, процессор может выполнять каждую инструкцию за один машинный цикл. Модифицированная гарвардская архитектура процессоров семейства ADSP-2106x, показанная на рис. 7.30, включает в себя четыре независимых шины, предназначенных для передачи двойного набора данных, команд и осуществления ввода-вывода, а также набор коммутаторов адресов и данных между шинами адреса и данных программ и данных (crossbar switch memory connections).

Для передачи данных между вычислительными блоками и шинами данных и для запоминания промежуточных результатов используется регистровый файл общего назначения. Регистровый файл имеет два набора регистров (первичный и альтернативный) каждый из которых включает 16 регистров для быстрого переключения контекста, например, при обработке прерываний. Все регистры являются 40-разрядными. Наличие регистрового файла общего назначения и гарвардская архитектура ядра процессора позволяют осуществлять без ограничений перемещение данных между вычислительными блоками процессора и внутренней памятью.

Процессор SHARC семейства ADSP-2106x отвечает пяти главным требованиям к DSP семейства 16-разрядных сигнальных процессоров ADSP-21xx с фиксированной точкой. Это (1) быстрота и гибкость выполнения арифметических операций, (2) эффективная передача данных к вычислительным блокам и от вычислительных блоков, (3) обеспечение повышенной точности и расширенного динамического диапазона в вычислительных блоках, (4) наличие двух генераторов адреса, (5) эффективное управление выполнением команд с автоматической проверкой условия завершения цикла.

Устройство управления выполнением команд включает в себя КЭШ-память инструкций глубиной в 32 слова, которая позволяет производить выборку двух операндов и кода команды в одном машинном цикле. Занесение инструкций в КЭШ-память носит избирательный характер: в память заносятся только те команды, которые требуют двух операндов при выполнении выборки из памяти. Такая организация устройства управления выполнением команд позволяет производить умножение с накоплением и выполнение базовой операции "бабочка" при БПФ с весьма высокой скоростью.

КЛЮЧЕВЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОРА SHARC

• 100МГц ядро / пиковая производительность 300 MFLOPS

• Параллельная работа: умножителя, АЛУ, двух генераторов адреса (DAG) и секвенсера

? Отсутствует арифметический конвейер; все вычисления — за один цикл

• Высокая точность и расширенный динамический диапазон

? 32/40-разрядный формат IEEE с плавающей точкой

? 32-разрядное умножение с фиксированной точкой с 64-разрядным результатом и накоплением в 80-разрядном аккумуляторе

• Обмен с двухпортовой памятью осуществляется за один цикл

? Осуществляется с помощью кэш-памяти и улучшенной Гарвардской архитектуры

• Возможность организации многопроцессорной системы без дополнительных микросхем

• Наличие порта JTAG для тестирования и эмуляции

• Контроллер DMA, последовательные порты, порты связи, внешняя шина, контроллер динамической памяти, таймеры

Рис. 7.31

SHARC® — ЛИДЕР СРЕДИ DSP С ПЛАВАЮЩЕЙ ТОЧКОЙ

• SHARC фактически является стандартом для многопроцессорных систем

• ADSP-21160 — это укрепление лидирующей позиции процессоров SHARC в области многопроцессорных систем ЦОС

• ADSP-21065L — это правильный выбор среди недорогих DSP-процессоров с плавающей точкой

СУПЕР ГАРВАРДСКАЯ АРХИТЕКТУРА:

Сбалансированные память, средства ввода-вывода и вычислительная мощь.

• Высокопроизводительный вычислительный блок