- •Содержание
- •Лекционный курс модуль Вводный
- •1. Цели и задачи курса
- •2. Микропроцессор и микропроцессорная система
- •3. Основные понятия и определения
- •4. Характеристики микропроцессоров
- •5. Классификация микропроцессоров
- •6. Эволюция микропроцессоров
- •Модуль I. Организация микропроцессорной системы
- •1. Основные типы архитектур микропроцессорных систем. Фон-неймановская (принстонская) и гарвардская архитектуры. Организация пространств памяти и ввода-вывода.
- •5. Прямой доступ к памяти. Организация прямого доступа к памяти. Контроллер пдп.
- •6. Память микропроцессорной системы. Функции памяти. Архитектура и иерархия памяти. Организация кэш-памяти. Виртуальная память.
- •Увеличение разрядности основной памяти
- •Память с расслоением
- •Использование специфических свойств динамических зупв
- •Страничная организация памяти
- •Сегментация памяти
- •Модуль II. Универсальные микропроцессоры
- •1. Определение понятия «архитектура». Архитектура системы команд. Классификация процессоров cisc и risc. Определение понятия "архитектура"
- •Архитектура системы команд. Классификация процессоров (cisc и risc)
- •2. Методы адресации и типы данных. Типы команд. Команды управления потоком команд. Методы адресации
- •Типы команд
- •Команды управления потоком команд
- •3. Конвейеризация и параллелизм. Конвейерная организация обработки данных. Простейшая организация конвейера и оценка его производительности.
- •Простейшая организация конвейера и оценка его производительности
- •Конфликты по данным, остановы конвейера и реализация механизма обходов
- •Классификация конфликтов по данным
- •Конфликты по данным, приводящие к приостановке конвейера
- •Методика планирования компилятора для устранения конфликтов по данным
- •Сокращение потерь на выполнение команд перехода и минимизация конфликтов по управлению
- •Снижение потерь на выполнение команд условного перехода
- •5. Проблемы реализации точного прерывания в конвейере. Обработка многотактных операций и механизмы обходов в длинных конвейерах Проблемы реализации точного прерывания в конвейере
- •Обработка многотактных операций и механизмы обходов в длинных конвейерах
- •Конфликты и ускоренные пересылки в длинных конвейерах
- •Поддержка точных прерываний в длинных конвейерах
- •Параллелизм уровня команд: зависимости и конфликты по данным
- •Параллелизм уровня цикла: концепции и методы
- •Основы планирования загрузки конвейера и разворачивание циклов
- •7. Зависимости. Классификация зависимостей и их применение. Устранение зависимостей по данным и механизмы динамического планирования. Зависимости. Их классификация и применение.
- •Устранение зависимостей по данным и механизмы динамического планирования Основная идея динамической оптимизации
- •Динамическая оптимизация с централизованной схемой обнаружения конфликтов
- •Другой подход к динамическому планированию - алгоритм Томасуло
- •Дальнейшее уменьшение приостановок по управлению: буфера целевых адресов переходов
- •9. Одновременная выдача нескольких команд для выполнения и динамическое планирование.
- •10. Архитектура машин с длинным командным словом (vliw). Средства поддержки большой степени распараллеливания.
- •Средства поддержки большой степени распараллеливания
- •Обнаружение и устранение зависимостей
- •Программная конвейеризация: символическое разворачивание циклов
- •Трассировочное планирование
- •Аппаратные средства поддержки большой степени распараллеливания
- •Условные команды
- •Выполнение по предположению (speculation)
- •11. Архитектура epic.
- •Модуль III. Микроконтроллеры и специализированные микропроцессоры
- •2. Специализированные микропроцессоры. Цифровые процессоры обработки сигналов.
- •Модуль Заключительный Перспективы развития микропроцессорной техники.
- •Лабораторный курс
- •7 Семестр. Лабораторная работа 1.
- •Лабораторная работа 2.
- •Лабораторная работа 3.
- •Лабораторная работа 4.
- •8 Семестр. Лабораторная работа 1.
- •1. Общие сведения
- •2. Настройка и запуск Code Composer Studio (simulation)
- •3. Особенности проектирования в иср Code Composer Studio
- •4. Реализация проекта в иср Code Composer Studio
- •5. Тестирование проекта в иср Code Composer Studio
- •6. Аппаратная реализация проекта в иср Code Composer Studio
- •Лабораторная работа 2.
- •1. Подключение файлов ввода/вывода с помощью точек зондирования
- •2. Работа с файлами по средствам функций языка с
- •3. Работа с dsp/bios для генерации звукового сигнала платой dsk5510
- •Лабораторная работа 3.
- •1 Цифровая фильтрация
- •2. Реализация ких фильтра на симуляторе dsk5510
- •3. Реализация ких фильтра на dsk5510 для фильтрации звукового сигнала в реальном времени.
- •Лабораторная работа 4.
- •1. Фильтры с бесконечной импульсной характеристикой – бих
- •2. Реализация бих фильтра на симуляторе dsk5510
- •Фильтр низкой частоты с нормальной частотой среза 0.1
- •Фильтр низкой частоты с нормальной частотой среза 0.2
- •Полосовой фильтр с нормальной частотой среза 0.165 – 0.33
- •3. Реализация бих фильтра на dsk5510 для фильтрации звукового сигнала в реальном времени.
- •Фильтр низкой частоты с нормальной частотой среза 0.1
- •Фильтр низкой частоты с нормальной частотой среза 0.2
- •Полосовой фильтр с нормальной частотой среза 0.165 – 0.33
- •Оценка работы студентов. Рейтинговая система.
- •1. Общие положения
- •2. Организация рейтингового контроля успеваемости студентов дневной формы обучения
- •3. Выставление оценок по рейтинговой системе
- •4. Организация рейтингового контроля успеваемости студентов заочной формы обучения
- •Учебно-методические материалы Основная литература
- •Дополнительная литература
Фильтр низкой частоты с нормальной частотой среза 0.2
Импульсная характеристика, построенная по средствам MATLAB 7.0, приведена на рисунке 2.8, АЧХ и ФЧХ фильтра на рисунке 2.9.
Рисунок 2.8 – Импульсная характеристика.
Рисунок 2.9 – АЧХ и ФЧХ для частоты дискретизации 44 кГц.
Импульсная характеристика, построенная в ИСР CCS, приведена на рисунке 2.10.
Рисунок 2.10 – Импульсная характеристика.
Очевидно, что эта импульсная характеристика в отличие от импульсной характеристики предыдущего фильтра устойчива. Осциллограмма фильтрации входного звукового файла представлена на рисунке 2.11, а спектрограмма выходного файла на рисунке 2.12. В отличие от предыдущего фильтра отчетлива, видна частота среза.
Рисунок 2.11 – Построение осциллограммы входного и выходного файла.
Рисунок 2.11 – Спектр отфильтрованного сигнала.
Полосовой фильтр с нормальной частотой среза 0.165 – 0.33
Импульсная характеристика, построенная по средствам MATLAB 7.0, приведена на рисунке 2.12, АЧХ и ФЧХ фильтра на рисунке 2.13.
Рисунок 2.12 – Импульсная характеристика.
Рисунок 2.13 – АЧХ и ФЧХ для частоты дискретизации 44 кГц.
Импульсная характеристика, построенная в ИСР CCS, приведена на рисунке 2.14.
Рисунок 2.14 – Импульсная характеристика.
Если теперь попытаться применить этот полосовой фильтр для фильтрации входного звукового файла, то в выходном файле будет сплошной шум. Это связано с тем, что отсчеты в файлах типа *.wav, хранятся в виде числа от 0 до 255, т. е. положительные. Из осциллограммы представленной на рисунке 2.15 видно, что некоторые отсчеты получаются отрицательными, а отрицательные отсчеты проигрывателем будут восприниматься как число 255. За счет этого произойдет искажение. Появление же отрицательных отсчетов объясняется тем, что основная энергия сигнала сосредоточена в области низких частот, а т. к. низкая частота в это фильтре попадает в полосу задерживания то сигнал теряет большую часть своей энергии.
Чтобы фильтрация была корректной, необходимо перед помещением отфильтрованного отсчета в выходной буфер, прибавить к нему любое число. Для этого в файле «filter.h» в теле функции run_filter() сделать следующие изменения: строку «out_buf[count_run]=coeff;//+150;» изменить на «out_buf[count_run]=coeff+150;». Это приведет к тому, что осциллограмма выходных отсчетов поднимется и станет такой как представлено на рисунке 2.16.
Рисунок 2.15 – Построение осциллограммы входного и выходного файла.
Рисунок 2.16 – Построение осциллограммы входного и выходного файла, с увеличением уровня сигнала.
Спектрограмма выходного файла представлена на рисунке 2.17.
Рисунок 2.17 – Спектр отфильтрованного сигнала.
3. Реализация бих фильтра на dsk5510 для фильтрации звукового сигнала в реальном времени.
Сконфигурировать ИСР CCS для работы с платой DSK5510.
Создать проект «exp_2» аналогичный проекту «exp_2» из работы №3.
Заменить файл «filter.h» из проекта «exp_2» работы №3 на файл, разработанный в этой работе.