Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) ( 114 ) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (114)

Таблица 8-5

Характеристики программных модулей

Функция

§

к § m с i

Кодирование запроса

КР580

115*

К589

12,3*

Декодирование заголовка

КР580

80»

К589

to, 5»

Синхронизация

КР580

К589

63,2

Идентификация признаков за-

КР580

головка н определение режи-

К589

38,4

ма работы

Разуплотнение

КР580

К589

Прием и обработка кодовой

КР580

комбинации с ТТУ

К589

Передача файла данных иа

КР580

К589

Примечание: звездочкой отмечено время обработки одного бита.

Анализ однопроцессорного варианта МПС показал удовлетворительное быстродействие системы, но поскольку имеет место тенденция


Определение (Зср, новых границ временных интервалов и

W, = fcpV

Зыделение времен ных интервалов сЗилкс- Выбор функций для аппаратной рэализации

Опраделение структурь! и разработка модулей МПС с аппаратной реализацией функций

увеличения скоростей передачи данных в каналах связи, то встает вопрос повышения производительности МПС. Одним из путей достижения этой цели является использование специализированных расширите-



le/sedttim

Прием t I Дешифрация \ I

Декодирование ь-Фазирование >-j

125 ГООЬ 75 50 25 О

т т+/

v = w/p,

Рис. 8-14. функционально-временная диаграмма распределения этапов прн обработке кадра (а) и распределения Р (б).

Лей, выполняющих наиболее трудоемкие функции нли проектирование мультимнкропроцессор-ных систем.

Методика проектирования МПС для системы связи. Зависимость скорости передачи V, ооес-печиваемой МПС в канале связи, от производительности МПС W можно определить следующим образом:

где р -удельная сложность алгоритма обработки.

Под удельной сложностью алгоритма обработки будем понимать число команд, выполняемых за время приема одного бита информации:

P = QMaKc/iV,

где Qmokc - максимальная трудоемкость алгоритма, определяемая числом команд; N - число бит, принятое в интервале времени, отведенном для реализации алгоритма обработки.

Удельная сложность алгоритма обработки иа отдельных интервалах кадра изменяется в широких пределах, так как это сиязано с выполнением неодинакового числа функций различной сложности. Реальная производительность микропроцессора при заданной скорости передачи вычисляется с учетом P=max(Pi, Pj..... Ра)> А а -число

временных интервалов. Уменьшить р возможно за счет перераспределения границ интервалов в рамках кадра. При этом Р стремится к Рср, определяемому формулой

Рср = ~ .

где Qi - трудоемкость алгоритма обработки иа i-м временном интервале; Ni - число бит в i-м временном интервале.

Генерация вариантов структуры МПС происходит в следующей последовательности: кадр разбивается на временные интервалы; для каждого интервала определяются реализуемые функции; иычисляются значения Р; вычисляется Vmbb, которое и определяет скорость передачи информации в канале.



На рис. 8-13 приведены основные этапы предлагаемой методики проектирования МПС. В качестве базовой выбрана МПС, в которой все функции реализуются программно и в состав которой входят: микропроцессорный модуль, входное (выходаое) устройство для последовательно-параллельных преобразований, память программ и данных. Основой данной методики является функционально-структурный подход. Для этого определяется набор функций, реализуемых МПС, трудоемкость их реализации, вычисляется необходимая производительность МПС, разрабатывается функционально-временная диаграмма (рнс 8-14, а), на которой показаны зоны выполнения функций, приведенных к временным интервалам кадра. Каждый временной интервал кадра характеризуется определенным числом бит. Выделенным участкам соответствуют прием поля фазового пуска О-к, служебного поля (к-1-1)-т, обработка которого сводится к декодированию и дешифрации, н прием символов информационного поля из выделенного временного канала (m-1-l)-р. Функции передачи и приема сводится к иыдаче слова из памяти данных в выходной регистр и приему из входиото регистра и память, причем запрос иа передачу может возникнуть в любой момент времени. Для выделенных интервалов определяется р, строится график распределения р по длине кадра (рис. 8-14,6) н вычисляется требуемая производительность МПС. Выбор МП производится путем сравнения вычисленной производительности с производительностью j-ro МП. Иногда число рассматриваемых МП ограничивается на системном этапе.

Сложность алгоритма обработки, высокие скорости передачи н приема требуют поиска решений для увеличения производительности вычислительных средств, например путем аппаратной реализации наиболее трудоемких функций. На рис. 8-14,6 Рмако имеет место на интервале к-(к-Ц), на котором выполняются две функции: фазирование по циклам н передача слова из памяти в выходное устройство, причем трудоемкость реализации функции фазирования по циклам составляет 130 команд, а передачи - 13 команд. Особенностью фазового пуска является необходимость его реализации за время приема одного бита информации, и поэтому данную функцию необходимо выполнять аппаратно. Затем определяется иовое значение р для данного временного интервала и производительность МПС по Рмаю иа интервале т-(т--1). Если МП не соответствует требованию производительности, то необходимо перераспределение зон выполнения функций, определяющих значение Рмако.

Таким образом, происходит переход от программной реализации функций к программно-аппаратнЫ! и при 1=п, где п -набор функций, к построению МПС с аппаратной реализацией всех функций.

8-6. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АППАРАТНЫХ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

С появлением МП изменилась не только элементная база, ио к подход к проектированию средств ВТ. Анализ опыта разработок систем на базе МПК позволил выделить следующие основные особенности проектирования МПС.

1. Микропроцессоры представляют собой алгоритмически универсальные модули, функциональная ориентация которых определяется посредством разработки соответствующего программного обеспечетия. При этом интерфейс данных модулей организуется по достаточно разработанным рекомендациям и сроки разработки аппаратной части системы значительно сокращаются. Использование МП является скачком от схем малой и средней степени интеграции с «жесткой» структурой в область 22*



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) ( 114 ) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124)