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]

между аппаратной и программной частями микропроцессорной системы.

Таблица 5.12

Наименование характеристик

Условные обозначения

Численные значения

Количество операций

1) ввода-вывода

2) пересылки

3) сложения-вычитания

4) логического сравнения

5) умножения

А/з Л/,

2(/г+1)2+3(я+1)+2 2(n+iy+3{n+l)

Всего операций

>

8(я+1)Ч8(/г+1) + +4

Количество операндов

п+10

Количество констант

Требуемые вычислительные затраты характеризуются табл. 5.12, которая показывает, что эти затраты сильно зависят от объема обрабатываемого массива входных данных {«,•; t=[0, п]}. Особенно большой вклад вносят операции умножения, так как каждая такая операция содержит 50-100 элементарных арифметико-логических операций (сложение, пересылка и т. п.). Поэтому здесь целесообразно оценить возможности сокращения вычислительных затрат за счет упрощения операции умножения путем аппроксимации весовых коэффициентов числами, равными степени 2. Приемлемость такого упрощения обосновывается на ранних этапах проектирования с помощью анализа чувствительности рассматриваемого алгоритма оценивания к точности задания массива коэффициентов {bh; =[0, п]}. В табл. 5.13 представлены сравнительные численные данные о требуемых вычислительных затратах при использовании точной и упрощенной операций умножения. Для ориентировочных оценок предполагается, что упрощенное умножение требует для своей реализации 5-10 элементарных операций.

Представленные в табл. 5.12, 5.13 характеристики программного алгоритма позволяют обосновать выбор МПК для реализации этого алгоритма при заданных параметрах принимаемого сигнала. Основными ограничениями при этом являются быстродействие МП и ско-



Таблица 5.13

Объем мас-гнвя n+l

Количество операндов

Кошчество констант JV-J

Количество этементарньв операций

прн упрощенном умножении

при точном умножении

2 5 10 20

12 15

20 ЬО

2 5 10 20

70-90 350-450 1400-1900 5-7 тыс.

250-450 1400-2700 6-11 тыс. 23-43 тыс.

рость обмена данными между вычислительным устройством и источником полезного сигнала (приемным устройством). Как известно (см. § 3.3), наиболее рациональным способом обмена данными при записи массивов в микропроцессорное вычислительное устройство является прямой доступ к памяти (ПДП), который обеспечивает наибольшую скорость передачи данных. Поэтому важнейшим требованием к МПК в данном случае (в силу необходимости ввода массива {щ; i=[0,n]} в реальном масштабе времени) является возможность реализации режима ПДП. Этому требованию удовлетворяет МПК серии К580, выбранный ранее в качестве базового (прототипного) комплекта. В связи с этим необходимо определить, при каких параметрах входного сигнала допустимо использование этого МПК для реализации рассмотренного алгоритма обработки сигнала.

Для ответа на этот вопрос вспомним (см. п. 5.2.3), что требования к быстродействию МП определяются условием

(где Дт - длительность тактового интервала МП; - количество тактов, необходимое для выполнения t-й операции; Т - период поступления сигнала), а требуемая длительность цикла обращения к памяти Дп связана с длительностью принимаемого сигнала Тс неравенством

Дп(П+1)<Тс.

Кроме того, следует отметить, что требования к объему адресуемой памяти (см. п. 5.2.3) в данном случае вы-



полняются с большим запасом и не являются определяющими. ~ ;

В табл. 5.14 представлены ориентировочные численные данные, характеризующие приемлемые значения Г и Тс при использовании МПК К580, для которого Дт= ==0,5 мкс и Ап=2 мкс. Дан- Таблица 5.14

ные этой таблицы соответствуют алгоритму с упрощенной операцией умножения.

На основании этих результатов можно в первом приближении оценить возможности практического использования выбранного здесь МПК в системах обработки реальных радиотехнических сигналов. Для более точных оценок требуется дальнейшая детализация рассмотренного алгоритма до уровня рабочей программы на языке ассемблера. Такая детализация осуществляется на основе изложенных ранее общих правил и здесь не затрагивается.

Далее необходимо рассмотреть особенности структуры рассматриваемой микропроцессорной системы, реализующей режим ПДП для непосредственной записи массива входных данных {«,; t=[0, п]} в память вычислительного устройства.

cmin

40 мкс

4 мкс

200 мкс

10 мкс

1 мс

20 мкс

3 мс

40 мкс

5.3.2. структурный этап

На рис. 5.13 представлена структурная схема микропроцессорного следящего измерителя, использующего описанный выше алгоритм фиксации отклонения измеряемого параметра Ти от предполагаемого значения, задаваемого положением строба (см. рис. 5.10,а, б). Управление временным положением строба осуществляется от МП с помощью многорежимного буферного регистра (МБР) и преобразователя код -время (ПКВ), взаимодействие которых с вычислительным устройством рассмотрено в § 5.2. Здесь следует остановиться более подробно на работе элементов устройства ввода - вывода, обеспечивающих режим ПДП.

Основными элементами этого устройства являются: аналого-цифровой преобразователь (АЦП) выборочных значений сигнала u(ti) (см. рис. 5.10,в),



[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]

0.0009