Главная  Микропроцессорные системы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [ 48 ] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92]

Та блица 5.1

Этап

Сущность процесса проектирования

1. Задача

Четкая формулировка задачи. Определение входных данных и выходных требований

2. Метод

Выбор математического метода. Обоснование его путем анализа характеристик. Расчет и оптимизация неизвестных параметров

3. Алгоритм

Разработка схем алгоритма. Определение состава и количества операций, операндов и констаит, допустимого времени вычислений, характера обмена данными с внешними устройствами

4. Структура

Аппаратная часть

Разработка структурной схемы устройства сопряжения МП с радиотехническими блоками. Определение состава устройств дополнительной обработки

Программная часть

Выбор МПК и анализ его структуры с точки зрения сопряжения с внешними устройствами и возможности выполнения требуемых программных операций

5. Детализация

Разработка функциональной схемы устройства сопряжения

Разработка рабочей программы на языке ассемблера. Моделирование и редактирование программы иа ЭВМ

6. Корректировка

Определение аппаратурных затрат. Анализ технических характеристик- надежности, потребляемой мощности, унифицируемости и т. п. Принятие решения о корректировке Предыдущих этапов

Определение вычислительных затрат - количества микроопераций, ограничений по времени, объема ОЗУ и ПЗУ. Принятие решения о корректировке предыдущих этапов

7. Реализация

Разработка принципиальной схемы устройства сопряжения, конструкции и технической документации всей системы

Трансляция рабочей программы с языка ассемблера в коды МП

8, Воплощение

Изготовление разработанной системы

Занесение программы в ПЗУ

Испытания и окончательная отладка в процессе совместной работы аппаратной и программной частей



но сулят определенный выигрыш в качестве обработки сигналов.

Отличительной особенностью третьего этапа проектирования является формализация алгоритмов на уровне арифметических и логических операций, а не на уровне операций, реализуемых аппаратно с использованием традиционных цифровых узлов. Кроме того, на этом этапе в самой блок-схеме алгоритма намечается разделение алгоритма решаемой задачи на программную и аппаратную части. При этом после дальнейшей конкретизации на следующих этапах первоначальное разделение может существенно корректироваться. Например, операция поиска сигнала может быть отнесена к программной части, если характеристики выбранных МП позволят это сделать. Тогда отпадает надобность в одном из внешних устройств - в устройстве поиска - или оно сводится к элементам согласования МП с приемником сигнала в режиме поиска.

Четвертый этап заключается в выборе структуры, и здесь главное - раздвоение процесса проектирования на аппаратную и программную части, т. е. разделение на разработку устройства сопряжения МП с радиотрактом и создание программы вычислений в соответствии с выбранным алгоритмом решения задачи. Программа в дальнейшем заносится в ПЗУ и определяет последовательность выполняемых операций. На этом этапе обе части сильно связаны. Структура выбранного МПК определяет характер обмена данными, влияет на выбор схемы устройства ввода - вывода. Ограниченные вычислительные возможности МП (в частности, по быстродействию) приводят к необходимости выполнения ряда операций с помощью внешних устройств дополнительной обработки сигнала, что приводит к росту аппаратурных затрат. С другой стороны, некоторые операции обработки сигнала могут выполняться с помощью элементарных аппаратных средств, в то время как их программное исполнение может оказаться затруднительным. Кроме того, в МПК могут входить БИС, содержащие ряд вспомогательных элементов (регистры, счетчики, дешифраторы и т. п.), которые позволяют осуществить аппаратную реализацию определенных операций без использования дополнительных микросхем.

Таким образом, разумное сочетание аппаратных и программных операций позволяет снизить требования



к вычислительным возможностям МП и упростить реализацию микропроцессорной системы в целом.

На пятом этапе - этапе детализации - аппаратная и программная ветви развиваются уже независимо. Аппаратная часть сводится к разработке цифровых и циф-роаналоговых устройств сопряжения, обеспечивающих определенное на предыдущем этапе взаимодействие между радиотехническими блоками (приемник, передатчик, хронизатор, индикатор и т. п) и МПК. Эта задача распадается на разработку устройства ввода - вывода, обеспечивающего непосредственный обмен данными между МП н внешними устройствами, и разработку устройств дополнительной обработки, предназначенных для снижения вычислительной нагрузки на МП за счет аппаратной реализации некоторых операций. Заметим, что разработка устройств ввода - вывода до сих пор полностью относилась к области вычислительной техники, а создание устройств дополнительной обработки - к р.адиотехнике. При применении МП четкие границы стираются, и радиоинженер должен хорошо знать принципы организации обмена данными между МП и внешними устройствами.

Разработка аппаратной части на этапе детализации завершается составлением функциональной схемы устройства сопряжения на уровне, позволяющем выбрать элементную базу, оценить объем аппаратурных затрат и перейти к составлению принципиальной схемы.

Программная часть этапа детализации заключается в составлении рабочей программы на языке ассемблера выбранного МП, обеспечивающей определенный на предыдущем этапе порядок следования арифметических и. обменных операций. На этом этапе осуществляется отладка программы, т. е. выявление ошибок и редактирование на основе имеющегося математического обеспечения МП. Радиоинженер должен овладеть искусством перевода алгоритма на язык МП программы, поскольку без этого трудно добиться рационального сочетания аппаратной и вычислительной частей проектируемой системы обработки, выявить узкие места вычислительной части и обойти их аппаратными средствами или путем корректировки алгоритма на третьем этапе.

Составленная на этом этапе рабочая программа позволяет оценить требуемый объем вычислительных затрат (объем ОЗУ, ПЗУ, время вычислений и т. п.) и пе-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [ 48 ] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92]

0.0008