49. Двухшинная (Гарвардская) архитектура
Архитектура – совокупность принципов взаимодействия между аппаратными и программными средствами, обеспечивающих определенные функциональные свойства или возможности ЭВМ.
Знание архитектуры МП систем позволяет оптимальным образом распределить функции между аппаратными и программными средствами. Архитектура бывает одношинной, 2хшинной, 3хшинной.
Благодаря наличию 2х шин, команды по соответствующей шине поступают в ЦП, одновременно с этим по ШД поступают данные в ЦП. Такая архитектура позволяет реализовать конвейерную обработку, что существенно повышает эффективность работы системы.
"-": контроллеру шин надо синхронизировать одновременную работу двух шин, что существенно усложняет устройство управления, и результат надо передавать по ШД, что замедляет работу.
В Гарвардской архитектуре принципиально различаются два вида памяти:
В
Гарвардской архитектуре принципиально
невозможно производить операцию записи
в память программ, что исключает
возможность случайного разрушения
управляющей программы в случае
неправильных действий над данными или
неправильным выключением питания. Кроме
того, в ряде случаев для памяти программ
и памяти данных выделяются отдельные
шины обмена данными. Гарвардская
архитектура применяется в микроконтроллерах,
где требуется обеспечить высокую
надежность работы аппаратуры и в
сигнальных процессорах, где эта
архитектура позволяет обеспечить
высокую скорость выполнения программы,
за счет одновременного считывания
управляющих команд и обрабатываемых
данных, а так же запись полученных
результатов в память данных.
В двухшинной архитектуре обмен по обеим шинам может быть независимым, параллельным во времени. Соответственно, структуры шин (количество разрядов кода адреса и кода данных, порядок и скорость обмена информацией и т.д.) могут быть выбраны оптимально для той задачи, которая решается каждой шиной.
Применение – в микроконтроллерах, от которых не требуется решения слишком сложных задач, но зато необходимо максимальное быстродействие при заданной тактовой частоте.
50. Каноническая форма цифрового фильтра
Х – входной сигнал в цифровой форме, G – постоянный коэффициент, определяющий Ку всего фильтра, z-1 – задержка на 1 такт частоты дискретизации входного сигнала, z=epT, где p – оператор Лапласа, T – период дискретизации, а0, а1…аn – постоянные коэффициенты КИХ-фильтра (нули функции), b0,b1…bn – постоянные коэффициенты БИХ-фильтра (полюсы).
Фильтр – это устройство, которое реализует функцию свертки входного сигнала с импульсной переходной характеристикой фильтра (это реакция объекта на воздействие дельта-функции (производная от единичной функции)).
Принцип работы фильтра:
Входной сигнал умножается на требуемый коэффициент передачи, далее поступает на последовательные задержки на 1 такт, в качестве которых в МП используются ячейки памяти. Количество этих ячеек памяти определяет порядок фильтра.
С выходов задержки сигналы поступают на сумматор B после умножения на постоянные коэффициенты b (коэффициенты БИХ-фильтра), а через другие множители значений сигналов умножаются на коэффициенты a (коэффициенты КИХ-фильтра), и выходной сигнал получается на сумматоре A.