СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-9

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ тематических функций для расчётов с высокой точностью, которая позволя ет упростить перевод алгоритмов, на писанных под формат данных с плава ющей запятой, вформу, пригоднуюдля использования на платформе с фик сированной запятой. Расширяется поддержка операций ЦОС процессорами с архитектурой ARM. В конце 2010 г. компания ARM Holdings plc представила вторую вер сию своего стандарта Cortex Micro controller Software Interface Standard (CMSIS), который является специфика цией уровня аппаратных абстракций (hardware abstraction layer), включаю щей библиотеку реализации алгорит мов ЦОС (CMSIS DSP Library). Послед няя написана на языке Cипоставляется висходных текстах, чтопозволяет адап тировать её компоненты под особен ности конкретных приложений. Биб лиотекаCMSIS DSP включает векторные операции, алгоритмы фильтрации, управления (включая PID контроллер), преобразования Фурье и ряд других типовых алгоритмов, большинство из которых реализованы в вариантах с поддержкой форматов данных с фик сированной и плавающей запятой. Алгоритмы оптимизированы для реа лизации на процессорах с ядрами Cor tex M3 и Cortex M4. Последнее ядро поддерживает набор инструкций ARM DSP SIMD (Single Instruction Multiple Data) иможет содержать модуль подде ржки операций с плавающей запятой. Специализированная библиотека ал горитмовЦОСподдерживается и таким известным поставщиком процессор ных IP ядер, как компания MIPS Tech nologies, архитектура которой включа ет расширение набора инструкций ЦОСMIPSDSP ASE. Уместнонапомнить, что компанияMicrochip, выделяющаяся средипоставщиковЦСМсвоимсистем ным подходом к созданию подобных конструкций, наряду с ЦСМ семейств dsPIC30F/33F предлагает семейство 32 разрядныхмикроконтроллеров «обще го назначения» PIC32 на основе ядра MIPS32 M4K начального уровня в ли нейке предложений MIPS Technologies. Это ядро, по мнению экспертов BDTI (Berkeley Design Technology, ведущая организация по тестированию харак теристик процессоров) [2], превосхо дит возможности ядра Cortex M3 в час ти реализации простейших типовых функций ЦОС, которые востребованы при создании приложений для встраи ваемых систем, в основе которых лежат аппаратные платформы, особенно кри тичные к стоимостии энергопотребле нию. Сегодня даже вМКна основе архи тектуры 8051 мы можем найти модуль MAC (см. рис. 1), позволяющий сущест венно ускорить проведение расчётов для ряда типичных алгоритмов ЦОС, а среди микроконтроллеров, помимо ЦСМ, уместно выделить особый класс приборов, которые можно назвать микроконтроллерами с расширенны ми функциями поддержки ЦОС. В качестве примера можно привести МК семейств C8051F12x и C8051F36x компании Silicon Laboratories. Их ресурсы (вычислительное ядро 8051 архитектуры с пиковой производи тельностью100MIPS, блок умножения с накоплением 16 × 16 MAC, использу ющий два такта на операцию умноже ния) позволяют эффективно реализо вывать расчёты КИХ фильтров, алго ритм Гертцеля (Goertzel algorithm), используемый, например, для деко дирования двухчастотных сигналов тонального набора телефонного но мера (DTMF decoding), преобразова ние Фурье (FFT algorithm). Последний 29 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2011 Реклама © СТА-ПРЕСС