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]

операций ввода начальных условий после завершения поиска сигнала), должен выполняться в течение периода поступления сигнала Т. Отсюда вытекают требования к быстродействию МПК. В случае реализации процедуры поиска программными средствами необходимые для этого вычислительные затраты не вызывают существенного повышения требований к быстродействию МПК, так как поиск сигнала выполняется очень редко.

На основании изложенных соображений можно перейти к следующему этапу проектирования, целью которого является составление полной структурной схемы проектируемой системы, отражающей как структуру вычислительного устройства, так и структуру устройства сопряжения с радиотехническим трактом.

5.2.3. структурный этап

Исходным моментом этого этапа является выбор МПК, который основывается на следующих данных.

1) Состав комплекта, т. е. функциональные возможности набора взаимно совместимых БИС, которые могут быть использованы для построения законченного вычислительного устройства (включая устройство ввода - вывода).

2) Разрядность данных в МП гмп-

3) Объем адресуемой памяти М, который складывается из объема ОЗУ Мо и объема ПЗУ Мп.

4) Количество обслуживаемых внешних устройств и методы обмена данными.

5) Время выполнения простейших команд (пересылка, сдвиг, сложение и т. п.) Д,-, где i обозначает условный номер команды в имеющемся списке команд. Обычно Д,- выражается числом п,- тактовых интервалов Дг= = 1 г, где fr - тактовая частота задающего генератора (таймера), синхронизирующего работу вычислительного устройства.

6) Конструктивно-технологические и энергетические характеристики - тип корпуса, напряжения источников питания, потребляемая мощность, климатические требования и т. п.

Кроме того, следует учитывать удобство математического обеспечения МП, т. е. систему команд и состав прилагаемых типовых подпрограмм (например, подпрограммы умножения, тригонометрических преобразова-162



НИИ и "т. п.). Использование готовых программных средств облегчает работу проектировщика микропроцессорной системы иа этапе предварительной оценки вычислительных затрат, связанных" с реализацией выбранного алгоритма.

Для выбора МПК, удовлетворяющего требованиям, выявленным на предыдущем этапе, необходимо конкретизировать некоторые исходные данные. Остановимся на задаче измерения времени задержки ответного сигнала в импульсном радиолокационном дальномере со следующими техническими характеристиками:

частота, повторения импульсов f=600 Гц (период r=l/f= 1667 мкс);

максимальная измеряемая дальность Z)m=200 км;

инструментальная точность (величина интервала дискретизации) До==100 м.

Используя эти численные данные и результаты предварительного анализа рассматриваемого алгоритма, полученные на предыдущем этапе, можно определить следующие характеристики системы, влияющие на выбор МПК.

1) Требуемая разрядность данных при двоичном кодировании:

rMn>]l0g2Z)m/AD[=ll.

2) Требуемый объем памяти (из табл. 5.3)

n>7+S<Wi = 100-250,

где mi - количество элементарных операций (микрокоманд) в t-й укрупненной операции из табл. 5.3. Для предварительных оценок можно принять т\, т2, тз« «I-5, т4»50-100. Здесь следует учитывать, что некоторые элементарные операции могут занимать несколько ячеек памяти.

3) Число каналов обмена данными и требуемые методы обмена для каждого из каналов (табл. 5.4).

4) Ограничение по времени выполнения программы (без учета операций задания начальных условий в схеме на рис. 5.5):

А,2ЛЛ<Г = 16б7е- (5.4)



5) Частота дискретизации измеряемой дальности

/в=3-1072Ав=1,5 МГц.

Эта частота может быть выбрана в качестве тактовой частоты Всей системы, если не вступают в силу какие-либо ограничения.

Сопоставляя выработанные требования с характеристиками отечественных МПК, можно остановить выбор на серии БИС К580, которая подробно описана в приложении. Здесь полезно привести основные характеристики МПК, используемые при выборе. Эти характеристики сведены в табл. 5.5.

Таблица 5.5

Наименование характеристик

Чиспозые значения

Разрядность шины данных Г/

Объем адресуемой памяти М

64 К

Количество обслуживаемых внешних устройств

2X256

Максимальная частота тактового генератора fj-

2 МГц

Продолжительность выполняемых операций (число

тактов п,-)

ввод - вывод п,

пересылка

5-10

арифметико-логические операции

сдвиг на 1 разряд

логический переход

Необходимо обратить внимание, что рассматриваемый алгоритм содержит операции умножения (см. табл. 5.3), для выполнения которых обычным путем требуется 50-100 элементарных операций, упомянутых в табл. 5.5, т. е. 500-1000 тактов. Поэтому уже на данном этапе видна целесообразность упрощения операций умножения, например, путем аппроксимации- коэффициентов Ки Кг в алгоритме (5.1) числами, равными степени 2. Тогда операция умножения на Ki,2 заменяется сдвигом множимого на определенное число разрядов с обнулением избыточных разрядов (см. § 2.6). Для выполнения такой процедуры требуется 10-20 элементарных операций, и продолжительность умножения сокращается до 50-100 тактов. Только в этом случае обеспечивается выполнение требования к времени вычислений, 164



[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]

0.001