Программирование для встроенных систем - статьи

       

Расширенная гарвардская архитектура


Процессоры общего назначения обычно ориентированы на быстрое выполнение инструкций типа регистр-регистр и имеют ограниченную пропускную способность памяти. Однако большинство алгоритмов ЦПОС требуют как раз интенсивного использования операций с памятью, поэтому для эффективной поддержки цифровой обработки сигналов память системы должна иметь высокую пропускную способность. ЦПОС достигают требуемой пропускной способности памяти за счет использования нескольких устройств памяти с независимыми шинами доступа; например, некоторые ЦПОС могут осуществлять до шести выборок из памяти параллельно (см. [1]). При этом характерный объем памяти в системах ЦОС существенно меньше, чем в системах общего назначения, что позволяет использовать дорогую синхронную память с простой иерархией.

Рассмотрим фильтр с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтр или FIR-filter), вычислительная схема которого показана на рисунке 1. Основными действиями при работе фильтра являются:

  1. Выборка инструкций из программной памяти
  2. Выборка двух операндов из памяти данных
  3. Умножение
  4. Накопление
  5. Сдвиг в линии задержки

Все современные ЦПОС могут выдавать результат данной последовательности каждый такт. Это достигается за счет конвейерной организации специализированных действий (умножение, накопление, параллельная выборка из банков памяти).

Рис. 1

Таким образом, для ЦПОС характерна расширенная гарвардская архитектура:

  • Раздельные памяти для программ и данных
  • Несколько банков памяти данных (например, памяти X и Y) с параллельным доступом



Содержание раздела