Motorola 56000
Motorola DSP56000 (также известен как 56K) — серия цифровых сигнальных процессоров (DSP), производящихся Motorola Semiconductor (ныне — Freescale Semiconductor) с 1986 года.[1][2][3][4][5] Серия 56k какое-то время была довольно популярной для использования в компьютерах, таких как NeXT, Atari Falcon (56001),[6] и SGI Indigo. Обновленные версии 56k все ещё используются в аудиооборудовании, радарах, коммуникационных устройствах (такие как мобильные телефоны) и прочих встроенных системах. Процессоры 56000 также использовались в качестве основы для обновленных 96000, которое не были коммерчески успешными.
Содержание
Техническое описание
DSP56000 использует вычисления с фиксированной запятой с 24-разрядными машинными словами. Это включает в себя два 24-разрядных регистра, которые могут также упоминаться как единственный 48-разрядный регистр, два 56-разрядных аккумулятора (регистр, в котором сохраняются непосредственные результаты выполнения арифметических и логических команд), каждый из которых имеет 8-разрядное «расширение»; в противном случае аккумуляторы будут подобны 24/48-битным регистрам. Будучи измененным процессором Гарвардской архитектуры, у 56k есть 3 пространства памяти вместе с шинами: пространство памяти программы/шина и два пространства памяти данных/шина.[7]
24 бита были выбраны как основная длина слова, потому что это дало системе разумные диапазон и точность для обработки аудио (звук). 24 бита соответствуют большому динамическому диапазону в 144 дБ, достаточному для 1980-х, когда аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи редко превышали 20 битов. Один пример — приложения ADSL, где фильтры обычно требуют 20 битов точности. Крайние левые четыре бита считаются вполне достаточным пределом для вычислений.
Процессор способен выполнять 16,5 млн инструкций в секунду (MIPS) при максимальной тактовой частоте в 33 МГц[7] и имеет аппаратную поддержку для быстрых преобразований Фурье с плавающей запятой.[7] Для этого используются 5-вольтовые уровни транзисторо-транзисторной логики, потребляющей около 0,4 Вт
Варианты
В большинстве конструкций 56000 выделена одна единственная задача, потому что цифровая обработка сигналов с использованием специальных аппаратных средств идёт главным образом в реальном времени и не допускает прерывания. Для несколько менее требовательных задач, которые нестрого ограничены во времени, разработчики обычно используют отдельный процессор или микроконтроллер.
Добавление инструкций SIMD к большинству центральных процессоров настольного компьютера означает, что выделенные микросхемы DSP, такие как 56000, частично отступили от некоторых областей применения, но они продолжают широко использоваться в связи и некоторых других отраслях. С этой целью в серию 56800 рядов был добавлен полноценный микроконтроллер, который создал однокристальное решение «DSPcontroller», в то время как в процессоре 68456 — 68000 + 56000 — шёл обратный процесс.
Довольно распространенная современная модель 56000 — третье поколение семейства 563xx, которое включает в себя несколько моделей со специальными аппаратными приложениями, такие как логика интерфейса PCI, процессоры циклического избыточного хода и аудиокомпандеры.
Примечания
- ↑ The Motorola DSP56000 Digital Signal Processor
- ↑ 24-BIT. DIGITAL SIGNAL PROCESSOR. FAMILY
- ↑ Fractional and Integer Arithmetic using the DSP56000 Family
- ↑ Programmable DSP architectures
- ↑ Motorola DSP56000 Family Optimizing C Compiler User’s Manual
- ↑ atariforge.org — Atari Falcon030 Schematic Rev A
- ↑ 7,0 7,1 7,2 freescale.com — Product Preview, 24-BIT DIGITAL SIGNAL PROCESSOR, DSP56001A, 1997