phần mền DSP

GIẽI THIU Bĩ Xặ LYẽ TấN HIU S
DSP
(Digital Signal Procesor)

Cồ baớn vóử DSP
Kióỳn truùc cuớa DSP: bọỹ nhồù, õaùnh õởa chố, õồn
vở õióửu khióứn chổồng trỗnh, cọỹng/ nhỏn, dởch,
khọỳi sọỳ hoỹc & luỏỷn lyù, thióỳt bở vaỡo/ ra, bus
õởa chố, bus dổợ lióỷu
ởnh daỷng sọỳ: daỷng dỏỳu phỏứy tộnh vaỡ dỏỳu
phỏứy õọỹng
Caùc õồn vở xổớ lyù trong DSP: cọỹng, nhỏn, dởch,
õaùnh õởa chố
Ngọn ngổợ assembly cuớa DSP
Lổỷa choỹn DSP cho phuỡ hồỹp vồùi ổùng duỷng,
bao gọửm: tọỳc õọỹ, bọỹ nhồù, cọng suỏỳt, sổỷ
tióỷn lồỹi, giaù caớ...
Giồùi thióỷu ba nhaỡ saớn xuỏỳt DSP chờnh: Analog
Devices, Texas Instruments, Motorola


C BAN Vệ DSP
Tỏỳt caớ caùc bọỹ xổớ lyù õóửu coù khaớ nng thổỷc
hióỷn xổớ lyù tờn hióỷu sọỳ.
DSP õổồỹc thióỳt kóỳ õỷc bióỷt cho xổớ lyù tờn
hióỷu sọỳ.
Mọỹt DSP coù caùc õỷc õióứm õỷc bióỷt õóứ thổỷc
hióỷn xổớ lyù trong thồỡi gian thổỷc (real time) maỡ
khọng mọỹt bọỹ xổớ lyù thọng thổồỡng naỡo laỡm
õổồỹc.
Thồỡi gian thổỷc nghộa laỡ õỏửu ra giổợ tọỳc õọỹ vồùi

caùc mỏựu vaỡo trong suọỳt quaù trỗnh xổớ lyù thổỷc
tóỳ.
Vờ duỷ, trong bọỹ loỹc sọỳ, mỏựu ra mồùi õổồỹc taỷo
ra ngay khi bọỹ loỹc nhỏỷn õổồỹc mỏựu vaỡo mồùi.


1. Kióỳn truùc tọỳi ổu cho hoaỷt õọỹng xổớ lyù tờn hióỷu
sọỳ
Nhióửu bus vaỡ caùc bọỹ nhồù on-chip
Nhióửu bọỹ nhồù truy cỏỷp trong mọỹt chu kyỡ lóỷnh õồn
2. Caùc õồn vở phỏửn cổùng chuyón duỷng
Caùc bọỹ nhỏn/ cọỹng, dởch tọỳc õọỹ cao
ọỹ rọỹng thanh ghi õuớ õóứ thổỷc hióỷn caùc tờnh
toaùn maỡ khọng bở traỡn
Họự trồỹ cho bọỹ õóỷm voỡng
Caùc bọỹ taỷo õởa chố
Sổớ duỷng song song

CAẽC C
IỉM
CUA DSP

3. Lóỷnh lỏỷp trỗnh bũng ngọn ngổợ assembly
ởnh daỷng sọỳ móửm deớo
Voỡng lỷp hióỷu quaớ vồùi maỡo õỏửu laỡ sọỳ 0
Tọỳi thióứu mọỹt lóỷnh trong mọỹt chu kyỡ õọửng họử


KIN TRUẽC CUA DSP
Nhióửu bọỹ xổớ lyù chuỏứn õóửu dổỷa trón kióỳn

truùc Von Neumann.
Bọỹ xổớ lyù Von Neumann õồn giaớn nhỏỳt gọửm
mọỹt bọỹ nhồù õồn duỡng chung cho caớ chổồng trỗnh
vaỡ dổợ lióỷu, vồùi mọỹt bus õồn cho truy cỏỷp bọỹ
nhồù.
Hỏửu hóỳt caùc phỏửn cuớa bọỹ xổớ lyù khọng hoaỷt
õọng unactive vaỡo mọỹt thồỡi õióứm naỡo õoù.
Chổồng trỗnh xổớ lyù dióựn ra theo kióứu tuỏửn tổỷ:
lỏỳy lóỷnh tổỡ bọỹ nhồù -> giaới maợ lóỷnh -> thổỷc
hióỷn
Caùch duy nhỏỳt õóứ tng tọỳc õọỹ xổớ lyù laỡ tng
tọỳc õọỹ bus, bọỹ nhồù vaỡ caùc õồn vở tờnh toaùn.


KIÃÚN TRUÏC Von
Neumann


Thổù tổỷ thồỡi gian trong
hoaỷt õọỹng cuớa kióỳn truùc
Von Neumann


CHU KYè LY VAè THI HAèNH LNH TRONG
KIN TRUẽC VON NEUMANN
Bổồùc
bus

Hoaỷt õọỹng

Traỷng thaùi

Lỏỳy lóỷnh 1 oỹỹc lóỷnh tổỡ bọỹ nhồù

Bus bỏỷn

Thi haỡnh lóỷnh 1
#1 tổỡ bọỹ nhồù

oỹc toaùn haỷng
Bus bỏỷn

Lỏỳy lóỷnh 2 oỹỹc lóỷnh tổỡ bọỹ nhồù

Bus bỏỷn

Thi haỡnh lóỷnh 2
#2 tổỡ bọỹ nhồù

oỹc toaùn haỷng
Bus bỏỷn

Lỏỳy lóỷnh 3 oỹỹc lóỷnh tổỡ bọỹ nhồù

Bus bỏỷn

Thi haỡnh lóỷnh 3
haỷng #1 vaỡ #2 trong ALU
bỏỷn

Cọỹng toaùn
Khọng coù bus


KIÃÚN TRUÏC Harvard


CHU KYè LY VAè THI HAèNH LNH TRONG
KIN TRUẽC HARVARD
Bổồùc

Hoaỷt õọỹng

Traỷng thaùi

bus

Lỏỳy lóỷnh 1 oỹỹc lóỷnh tổỡ bọỹ nhồù CTBus CT bỏỷn
Thi haỡnh lóỷnh 1
tổỡ bọỹ nhồù DL

oỹc toaùn haỷng #1
Bus DL bỏỷn

Lỏỳy lóỷnh 2 oỹỹc lóỷnh tổỡ bọỹ nhồù CTBus CT bỏỷn
Thi haỡnh lóỷnh 2
tổỡ bọỹ nhồù DL

oỹc toaùn haỷng #2
Bus DL bỏỷn

Lỏỳy lóỷnh 3 oỹỹc lóỷnh tổỡ bọỹ nhồù CTBus CT bỏỷn
Thi haỡnh lóỷnh 3
vaỡ #2 trong ALU

Cọỹng toaùn haỷng #1
Khọng coù bus bỏỷn

CT: chổồng trỗnh; DL:


Pipelining trong kiãún truïc
Harvard


CÁÚU
TRUÏC
CUÍA MAC
(Multiplieraccumulat
or)


???DU PHỉY ĩNG HAY DU
PHỉY TẫNH ???
Lổỷa choỹn giổợa DSP dỏỳu phỏứy õọỹng hay dỏỳu
phỏứy tộnh laỡ mọỹt trong nhổợng quyóỳt õởnh quan
troỹng nhỏỳt cuớa ngổồỡi thióỳt kóỳ DSP.
Vồùi thióỳt bở dỏỳu phỏứy tộnh, ngổồỡi lỏỷp trỗnh phaới
lổỷa choỹn kióứu õởnh daỷng sọỳ vaỡ bióỳt roợ vóử noù
trong suọỳt quaù trỗnh lỏỷp trỗnh. Thốnh thoaớng, phaới

giaớm tyớ lóỷ caùc con sọỳ xuọỳng trổồùc khi tờnh toaùn
rọửi tng tyớ lóỷ laỷi sau õoù.
Thióỳt bở dỏỳu phỏứy õọỹng õổa ra caùch bióứu dióựn
thuỏỷn tióỷn vaỡ tổỷ nhión cho caùc giaù trở thỏỷp phỏn.
Khọng cỏửn tyớ lóỷ õóứ thổỷc hióỷn tờnh toaùn. Vỗ vỏỷy,
chổồng trỗnh vióỳt cho caùc bọỹ xổớ lyù dỏỳu phỏứy
õọỹng õồn giaớn hồn vióỳt cho bọỹ xổớ lyù dỏỳu phỏứy
tộnh


??? DU PHỉY ĩNG HAY DU
PHỉY TẫNH ??? (tt)
DSP dỏỳu phỏứy õọỹng thổồỡng bióứu dióựn sọỳ vồùi
nhióửu bit hồn DSP dỏỳu phỏứy tộnh.
Mọỹt cọng vióỷc thổỷc hióỷn vồùi DSP dỏỳu phỏứy
tộnh tọỳn ờt thồỡi gian hồn vồùi dỏỳu phỏứy õọỹng.
DSP dỏỳu phỏứy tộnh reớ hồn DSP dỏỳu phỏứy õọỹng.
Chip DSP dỏỳu phỏứy tộnh thổồỡng nhoớ hồn chip
dỏỳu phỏứy õọỹng.
Chip DSP dỏỳu phỏứy tộnh thổồỡng tióu thuỷ cọng
suỏỳt ờt hồn chip dỏỳu phỏứy õọỹng.
===> Chố choỹn DSP dỏỳu phỏứy õọỹng cho caùc ổùng
duỷng yóu cỏửu õọỹ chờnh xaùc cao vaỡ daới sọỳ rọỹng


ĩ RĩNG Dặẻ LIU
ọỹ rọỹng dổợ lióỷu laỡ sọỳ lổồỹng bit ỏỳn õởnh cho
mọỹt con sọỳ, xaùc õởnh daới õọỹng cỏửn cho ngổồỡi lỏỷp
trỗnh.
Trong trổồỡng hồỹp dỏỳu phỏứy tộnh, daới õọỹng nhổ

nhau bỏỳt kóứ vở trờ cuớa dỏỳu phỏứy.
ọỳi vồùi trổồỡng hồỹp dỏỳu phỏứy õọỹng, daới õọỹng
xaùc õởnh bồới chióửu daỡi bit cuớa tổỡng thaỡnh phỏửn,
thổồỡng lồùn hồn daới õọỹng cuớa dỏỳu phỏứy tộnh.
ọỹ rọỹng dổợ lióỷu lồùn => chờnh xaùc hồn
ọỹ rọỹng dổợ lióỷu lồùn => õởnh daỷng móửm deớo =>
dóự lỏỷp trỗnh
ọỹ rọỹng dổợ lióỷu lồùn => õổa ra caùc mổùc phỏn giaới
phuỡ hồỹp vồùi ổùng duỷng
ọỹ rọỹng dổợ lióỷu lồùn => chỏỷm hồn & kờch thổồùc
chip lồùn hồn.


Bĩ NHẽ
Hỏửu hóỳt caùc DSP õóửu õổa ra caớ bọỹ nhồù on-chip vaỡ
off-chip.
Bọỹ nhồù on-chip coù thóứ truy xuỏỳt nhanh hồn bọỹ nhồù
off-chip. Hỏửu hóỳt caùc DSP õóửu coù RAM vaỡ ROM onchip. Mọỹt phỏửn cuớa bọỹ nhồù coù thóứ duỡng laỡm bọỹ
nhồù chổồng trỗnh, phỏửn coỡn laỷi coù thóứ duỡng laỡm
bọỹ nhồù dổợ lióỷu. ặu õióứm cuớa nhióửu bọỹ nhồù chố
coù õổồỹc khi truy xuỏỳt bọỹ nhồù bũng caùc bus rióng.
Theo caùch naỡy, coù thóứ truy xuỏỳt bọỹ nhồù cuỡng luùc
maỡ khọng bở va chaỷm.
Thổồỡng thỗ bọỹ nhồù ngoaỡi coù thóứ kóỳt nọỳi õóỳn DSP
thọng qua cọứng input/output. Tuy nhión, truy xuỏỳt bọỹ
nhồù ngoaỡi chỏỷm hồn bọỹ nhồù trong.
Caùc DSP ngaỡy nay coù bọỹ nhồù trong lồùn hồn nhióửu so
vồùi trổồùc õỏy, do õoù coù thóứ khọng cỏửn hay chố cỏửn
rỏỳt ờt bọỹ nhồù ngoaỡi

TC ĩ
Duỡng Instruction cycle time laỡ caùch õồn giaớn nhỏỳt õóứ
õaùnh giaù tọỳc õọỹ cuớa DSP. ỏy laỡ khoaớng thồỡi gian cỏửn
thióỳt õóứ thi haỡnh mọỹt lóỷnh. Nghởch õaớo cuớa noù laỡ
MIPS (millions of instructions per second) õọỳi vồùi DSP
dỏỳu phỏứy tộnh vaỡ MFLOPS (millions of floating point
operations per second) õọỳi vồùi DSP dỏỳu phỏứy õọỹng.
DSP mồùi õổa ra BOPS (billions of operations per second)
vaỡ GFLOPS (giga of floating point operations per second).
Cỏửn lổu yù rũng sọỳ lổồỹng cọng vióỷc maỡ mọỹt lóỷnh
thổỷc hióỷn õổồỹc khaùc nhau tuyỡ theo DSP. Cuỡng mọỹt
cọng vióỷc, coù DSP chố cỏửn mọỹt lóỷnh nhổng coù DSP
cỏửn õóỳn ba hay bọỳn lóỷnh
ọi khi, õaùnh giaù tọỳc õọỹ DSP bũng clock cycle time hay
nghởch õaớo laỡ clock frequency, tuy nhión cuợng khọng
chờnh xaùc. Coù DSP thổỷc hióỷn õổồỹc nhióửu lóỷnh trong
mọỹt chu kyỡ õọửng họử, nhổng coù DSP chố õổồỹc ờt lóỷnh


CNG SUT
Ngổồỡi sổớ duỷng DSP yóu cỏửu cọng suỏỳt tióu
thuỷ caỡng thỏỳp caỡng tọỳt, õỷc bióỷt khi khọng
cừm vaỡo nguọửn
Hỏửu hóỳt caùc chip DSP õóửu hoaỷt õọỹng vồùi
õióỷn aùp thỏỳp, coù thóứ chuyóứn sang chóỳ õọỹ
chồỡ (sleep mode) õóứ giaớm cọng suỏỳt sổớ
duỷng khi khọng cỏửn tờnh toaùn
Tióỳt kióỷm cọng suỏỳt coù thóứ õổồỹc thổỷc
hióỷn khi tỏửn sọỳ hoaỷt õọỹng giaớm

H TRĩ PHệN CặẽNG
Cỏửn phaới tỗm õổồỹc mọỹt bọỹ bióỳn õọứi dổợ
lióỷu (A/D - D/A) thờch hồỹp
Vờ duỷ nhổ, DSP coù thóứ xổớ lyù 8000 MIPS, tổùc
laỡ 8 tyớ lóỷnh trong 1 giỏy, seợ rỏỳt laợng phờ nóỳu
duỡng A/D - D/A tọỳc õọỹ chố 1 trióỷu mỏựu trong 1
giỏy.
Nhióửu nhaỡ saớn xuỏỳt saớn xuỏỳt luọn A/D - D/A
chuyón duỷng cho DSP cuớa hoỹ. Choỹn lổỷa luọn
A/D - D/A chuyón duỷng naỡy coù thóứ giuùp cho vióỷc
kóỳt nọỳi giổợa A/D - D/A vaỡ DSP thuỏỷn tióỷn hồn


Sặ TIN LĩI
Sổỷ thuỏỷn tióỷn laỡ mọỹt xem xeùt quan troỹng õọỳi vồùi
caùc nhaỡ lỏỷp trỗnh DSP
Caùc nhaỡ lỏỷp trỗnh DSP yóu cỏửu õổồỹc họự trồỹ caớ
ngọn ngổợ bỏỷc cao vaỡ assembly. Hỏửu hóỳt caùc DSP
õóửu coù thóứ lỏỷp trỗnh caớ bũng C vaỡ assembly
Caùc nhaỡ lỏỷp trỗnh DSP yóu cỏửu õổồỹc họự trồỹ cọng
cuỷ gồợ rọỳi, phỏửn mọ phoớng...
ọỳi vồùi caùc ổùng duỷng yóu cỏửu nhióửu DSP laỡm vióỷc
song song, ngổồỡi ta quan tỏm õóỳn khaớ nng kóỳt nọỳi
nhióửu DSP vồùi nhau
Quaớng caùo, chm soùc khaùch haỡng tọỳt cuợng goùp
phỏửn laỡm cho DSP phọứ bióỳn hồn. ọỳi vồùi caùc DSP
õang õổồỹc sổớ duỷng rọỹng raợi, coù sụn rỏỳt nhióửu
phỏửn móửm cho caùc ổùng duỷng phọứ bióỳn trón

internet. Duỡng laỷi hay thay õọứi caùc phỏửn móửm naỡy
nhanh hồn laỡ vióỳt mồùi


GIAẽ CA
DSP dỏỳu phỏứy tộnh reớ hồn DSP dỏỳu phỏứy
õọỹng
Khi mua haỡng theo tổỡng õồỹt lồùn, giaù seợ reớ
hồn mua rióng leớ
Hỏửu hóỳt caùc nhaỡ saớn xuỏỳt õóửu lổu yù õóỳn
giaù cuớa caùc DSP ngaỡy nay quaù reớ so vồùi nng
lổỷc tờnh toaùn khọứng lọử do caùc DSP mang
laỷi


ỈÏNG DỦNG
 Tu theo ỉïng dủng, cáưn tênh säú lãûnh
u cáưu trong mäüt máùu

sampling period
# instructions per sample =
instruction cycle time

Säú âo ny giụp ta cọ thãø ỉåïc lỉåüng säú
lãûnh cáưn phi thỉûc hiãûn giỉỵa hai máùu
 Bng sau nãu ra mäüt säú ỉïng dủng ca
DSP v u cáưu tỉång ỉïng vãư kiãøu âënh
dảng sä, bäü nhåï, giạ cú

U CÁƯU ÂÄÚI VÅÏI DSP TU THEO ỈÏNG DỦNG
ỈÏïng dủng
Âënh dảng
Khäi phủc tiãúng nọi
Âiãưu khiãøn âéa Ténh
Cáúy tai
Ténh
Máût m dỉỵ liãûu
Mạy nh säú
Ténh
Täøng håüp ám nhảc
bçnh
Fax/modem täúc âäü cao
Mạy tr låìi säú Ténh
Nẹn audio hay nh
Robot
Âäüng
Ghi hçnh
Âäüng
Sonar
Âäüng
Radar
Âäüng
Âiãûn no âäư
Âäüng

säú
Ténh
Tháúp
Tháúp

Ténh
Trung bçnh
Ténh

Bäü nhåï Giạ
Tháúp
Tháúp
Tháúp
Trung bçnh
Tháúp
Trung bçnh
Trung bçnh
Trung bçnh
Trung

Ténh
Trung bçnh
Âäüng
Trung bçnh
Trung bçnh
Cao
Cao
Cao

Trung bçnh
Tháúp
Cao Tháúp
Cao
Tháúp
Cao

Cao
Cao

Tháúp


KIÃÚN TRUÏC CÅ BAÍN CUÍA HOÜ ADSP
(Analog Devices)


KIÃÚN TRUÏC CÅ BAÍN CUÍA HOÜ
TMS320C54x
(Texas Instruments)


KIÃÚN TRUÏC CÅ BAÍN CUÍA DSP56000
(Motorola)