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ARMed解决方案对DSP的战争

来源:http://www.greensound.net.cn/news/236.html  发布时间 : 2022-05-27

ARMed解决方案对DSP的战争

ARM系统结构简化了数字信号处理

ARM处理数字信号(DSP)有什么关系?

ARM似乎处理领域处于领先地位。处理器已将其视为其最大的细分市场之一,并采取了一些措施来适应嵌入式市场及其系统结构。DSP手机、无绳电话、基站、传呼机、调制解调器PDA嵌入式处理器广泛应用于(个人数字或数据助手)。使用此类处理器的嵌入式应用包括:磁盘驱动控制器、汽车发动机控制和管理系统、数字自动环绕声、电视机顶盒和互联网设备。它的产品仍在修改中使用:玩具、手表等。可能的应用程序几乎是无穷无尽的。

但这仍然不能回答为什么要使用的问题ARM处理器来完成这项工作?

答案很简单。ARM它可以提供低成本、高性能和低功耗,而便携式嵌入式产品必须具备上述两种功能才能在当今世界销售。更不用说整个事实了ARM体系结构的专门小组严格致力于充当信号处理器。这种经过改进的处理器已被命名为“ Piccolo”。Piccolo充当标准ARM允许微处理器的集成协处理器面向第二个DSP与相关的数据路径DSP指令集成到标准ARM 32位RISC / 16位Thumb在系统中。该配置允许协处理器通过共享相同的单个系统总线来重用数据。该系统具有成本效益和功率效率。

Piccolo如何更好地适合这种协处理器?DSP?

答案是,在很多方面都有帮助。ARM微处理器与Piccolo集成通过最小化芯片上的代码存储,并有效地使用芯片存储器来减少总硅片面积。如果使用两个独立的处理器,通常不会发现这种情况。通过单周期算术操作和维持性能所需的数据吞吐量,可以通过指令集成来提高性能。解释为什么Piccolo DSP解决方案的另一个优点是,其独立运行的处理器通常基于传统技术,这不一定是最好的实现ARM集成不依赖于缺陷标准。其重要优点是可以提高功耗效率,有助于延长电池寿命,减少热量产生。当然,通过集成可以节省成本。两者都有利于支持小型便携式无线产品的强劲趋势。

这个系统是什么样的?

好吧-Piccolo体系结构

   通用寄存器集显示在左上角,所有这些寄存器都可以供程序员访问,包括32个16位寄存器或16个32位寄存器,以最大化piccolo处理器本地数据存储和4个扩展精度48位寄存器。底部是用于输入和输出的缓冲区,以尽量减少内存访问和ARM由协处理器接口的结构危害引起的停顿。

值得注意的硬件是32位桶形移位器,用于数据快速缩放,16 * 16单周期乘法器,内置支持扩展精度算术,拆分单周期双16位算术和逻辑操作ALU。指令字或32位数据项算术或逻辑操作。

寄存器具有用于代码优化和灵活性的重新映射方案,并具有四种可嵌套的零成本硬件循环结构DSP算法。

看上去很简单,不是吗?但是,可能会问一个好问题:ARM如何工作协处理器接口?共享数据的处理器之间不会有很多争论吗?

从描述协处理器架构本身开始。添加硬件协处理器,ARM支持指令集的通用扩展。

该架构接口最多支持16个逻辑协处理器。每个协处理器最多可以有16个不限于32位的专用寄存器。为了提高性能,大多数新的协处理器使用加载/存储架构ARM将协处理器接口限制在片上进行缓存和内存管理。

现在让我们来看看界面。

ARM协处理器接口是一个总线监控系统。当协处理器接收指令时,协处理器通过总线连接ARM该指令通过输入缓冲区将数据移动到自己的内部指令管。当协处理器指令开始执行时,ARM握手发生在和协处理器之间,表明执行指令已经准备好了。该协议包括三个信号:

1. Cpi(从ARM到所有协处理器)。

“协处理器指令”的信号,该信号表示ARM协处理器指令已被识别并希望执行。

2. Cpa(从协处理器到ARM)。

没有协处理器信号,信号向ARM没有可用的协处理器来执行当前指令。

3. Cpb(从协处理器到ARM)。

信号告诉协处理器忙ARM协处理器尚未开始执行指令。

握手产生了什么结果?这是有趣的部分!

协处理器一旦收到指令,指令坐着等待执行,根据握手情况有四个可能的结果。

1. ARM可能不会选择执行此指令(不声明)cpi),可能是因为落在分支影子里或者某些条件失败了ARM指令按条件执行)。结果-所有协处理器都放弃了指令。

2. ARM决定执行(声明)cpi),但任何协处理器都不能执行,所以cpa保持活动状态,ARM使用未定义的指令陷阱并使用软件进行恢复。

3. ARM协处理器接受决定执行,但仍不能执行。协处理器CPA调低,但将CPB同时,调高;同时,ARM直到协处理器将忙等待cpb降低,使指令流停滞。ARM中断。

4. ARM协处理器接受并立即执行决定。Cpi,cpa和cpb都被降低了,双方都致力于完成指令。

特别说明:先执行。

协处理器只要握手未完成,就可以恢复状态,协处理器可以在收到装配线上的指令后立即开始执行指令。

毕竟能说什么?

手机无处不在。为什么呢?因为这么便宜,携带方便。但是,这不是真的DSP汽车、电视、微波炉、立体声音响、手表、PDA(等待)都在使用这种技术。ARM的Piccolo协同处理器思想是朝着正确方向迈进的一步。它提供了一种平衡性能、成本和功耗的架构。在计算机领域,ARM现在已经成为这一类的领导者,并取得了短暂的成就。但是,还有更多的事情要做。

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