FUNKTSIONAALSED SIGNAALIPROTSESSORID Loengumaterjal 1 Toomas Ruuben Toomas Ruuben. TTÜ Raadio ja sidetehnika 1 instituut. Teemad Ülevaade DSP-dest, signaalitöötlusest, FPGA-dest Digitaalarvuti töö üldpõhimõtted Tehted kahendsüsteemis (+,-,*,/ jne) Erinevaid arvsüsteemid Peamisi loogikafunktsioonid (AND, OR jne) Loogikavõrrandid Trigerid, registrid, dekoodrid, multipleksorid, demultipleksorid, aritmeetika loogika seadmed jne) Toomas Ruuben. TTÜ Raadio ja sidetehnika 2 instituut. 1 Teemad
juhitakse. Saab kasutada ka lülitina. 4. Mida ütleb Moore`i seadus? Moore’i seadus ütleb, et iga 18 kuu tagant transistorite arv kahekordistub. 5. Mis peitub lühendite VHDL ja VHSIC taga? Lisa mõlema mõiste juurde lühike seletus. VHDL – VHSIC hardware description language = on mõeldud rohkem riistvaraga tegelevatele inimestel. VHSIC - very high speed integrated circuit = väga kiired integraallülitused 6. Mida tähistab lühend FPGA? Lisa juurde lühike seletus. Kus neid tänapäeval kasutatakse? Field Programmable Gate Array – selline integraallülitus, milles saab sünteesida loogikalülitusi. Time- to-market on kiire 7. Mis on ASIC ja mis on tema erinevus FPGAst? ASIC on teatud disainile toodetud kivi, mida programmeerida enam ei saa. Tunduvalt odavam, kui FPGA osta, kui toota ASIC-eid suures koguses. FPGA-d saab programmeerida uuesti, see on arendustööriist, et ASICuid lõpuks tootma hakkata. 8
-nide süsteemi jaoks. PLA põhimõte tehakse maatriks, mille veergudeks sisendelemendid ja nende inversioonid, ridadeks pingestatud ühendused. Igas sõlmes asub transistor, mille kollektor on trükitud äärmiselt peene juhtmena (põleb läbi pingel +2V h). Vastava programmaatoriga saab teatud ühenduskohtades connectionid läbi põletada ning panna maatriksi väljundina realiseerima mingi kindla Boole'i funktsiooni DNK-d. Kasutaja poolt programmeritavad maatriks-struktuurid: FPGA Field Programmable Gate Array Maatriks loogikaelementidest (AND, NOT, OR, ..), mille ümber, maatriks välimiste elementidena asuvad sisend-väljundblokid. Luues maskiga? ühendusi maatriksi sees ning paigutades sisendid-väljundid, saab skeemi panna realiseerima mistahes Boole'i f.-ni. Loogikablokid: Look-up Table mingi register, SRAM, ROM, whatever, milles on võimalik säilitada seosed sisendite vahel. Kasutades sisendväärtuste kombinatsiooni
-nide süsteemi jaoks. PLA põhimõte tehakse maatriks, mille veergudeks sisendelemendid ja nende inversioonid, ridadeks pingestatud ühendused. Igas sõlmes asub transistor, mille kollektor on trükitud äärmiselt peene juhtmena (põleb läbi pingel +2V h). Vastava programmaatoriga saab teatud ühenduskohtades connectionid läbi põletada ning panna maatriksi väljundina realiseerima mingi kindla Boole'i funktsiooni DNK-d. Kasutaja poolt programmeritavad maatriks-struktuurid: FPGA Field Programmable Gate Array Maatriks loogikaelementidest (AND, NOT, OR, ..), mille ümber, maatriks välimiste elementidena asuvad sisend-väljundblokid. Luues maskiga? ühendusi maatriksi sees ning paigutades sisendid-väljundid, saab skeemi panna realiseerima mistahes Boole'i f.-ni. Loogikablokid: Look-up Table mingi register, SRAM, ROM, whatever, milles on võimalik säilitada seosed sisendite vahel. Kasutades sisendväärtuste kombinatsiooni
The PAL programmer must be supplied with a description of the PAL's desired configuration. This is usually in the form of a computer text file with a standard format defined by the Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC). JEDEC files can be hand-typed by the design engineer or, more commonly, produced by a computer program similar to the language compilers used by software engineers. kasutaja poolt programmeeritavad maatriks-struktuurid (FPGA - Field Programmable Gate Array) A field-programmable gate array or FPGA is a gate array that can reprogrammed after it is manufactured, rather than during the manufacturing -- a programmable logic device. FPGAs are generally slower than their ASIC counterparts, and draw more power. However, they have several advantages such as a shorter time-to-market, and lower development costs (for quantities < 10k)
The PAL programmer must be supplied with a description of the PAL's desired configuration. This is usually in the form of a computer text file with a standard format defined by the Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC). JEDEC files can be hand-typed by the design engineer or, more commonly, produced by a computer program similar to the language compilers used by software engineers. kasutaja poolt programmeeritavad maatriks-struktuurid (FPGA - Field Programmable Gate Array) A field-programmable gate array or FPGA is a gate array that can reprogrammed after it is manufactured, rather than during the manufacturing -- a programmable logic device. FPGAs are generally slower than their ASIC counterparts, and draw more power. However, they have several advantages such as a shorter time-to-market, and lower development costs (for quantities < 10k)
1. Miks on heal programmeerijal vaja teada riistvara funktsioneerimise põhialuseid? - Riistvaras täidetakse programmi. - Kõrgtaseme keeles programmeerimine eeldab mõnikord bittide, Boole algebra ja loogika teadmist. Seda eriti FPGA puhul. - Riistvara määrab ära milliseid ressursse on võimalik kasutada. Seda vähem FPGA puhul! 2. Millised on 5 mikroskeemide põlvkonda, nimeta iga juurde vähemalt üks esindaja või uuendus? - 0s põlvkond (1642-1945) – mehaanilised arvutid, vändaga kalkulaatorid, kahendalgebra algus. - I põlvkond (1945-1955) – elektronlambid, suured, palju energiat, programmeeriti käsitsi juhtmete ja lülitite abil. - II põlvkond (1955-1965) – transistorid (AT&Bell laboratooriumis 1948.a.). Vähenes oluliselt suurus ja energia tarve.
-nide süsteemi jaoks. PLA põhimõte – tehakse maatriks, mille veergudeks sisendelemendid ja nende inversioonid, ridadeks pingestatud ühendused. Igas sõlmes asub transistor, mille kollektor on trükitud äärmiselt peene juhtmena (põleb läbi pingel +2Vh). Vastava programmaatoriga saab teatud ühenduskohtades connectionid läbi põletada ning panna maatriksi väljundina realiseerima mingi kindla Boole'i funktsiooni DNK-d. Kasutaja poolt programmeritavad maatriks-struktuurid: FPGA – Field Programmable Gate Array Maatriks loogikaelementidest (AND, NOT, OR, ..), mille ümber, maatriks välimiste elementidena asuvad sisend-väljundblokid. Luues maskiga? ühendusi maatriksi sees ning paigutades sisendid-väljundid, saab skeemi panna realiseerima mistahes Boole'i f.-ni. Loogikablokid: Look-up Table – mingi register, SRAM, ROM, whatever, milles on võimalik säilitada seosed sisendite vahel. Kasutades sisendväärtuste
OR planes. The space-flight application that I am aware utilized the bipolar, fuse- based, 82S100 in the central processing units of the Magellan and Galileo attitude control computers. PLA structures may also appear as part of some CPLDs. The two layers of programmable structure add a fixed delay. kasutaja poolt programmeeritavad maatriks- 45 struktuurid (FPGA - Field Programmable Gate Array) This device is similar to the gate array, defined above, with the device shipped to the user with general-purpose metallization pre-fabricated, often with variable length segments or routing tracks. The device is programmed by turning on switches which make connections between circuit nodes and the metal routing tracks. The connection may be made by a transistor switch (which are controlled by a programmable memory element) or by an antifuse
-nide süsteemi jaoks. PLA põhimõte tehakse maatriks, mille veergudeks sisendelemendid ja nende inversioonid, ridadeks pingestatud ühendused. Igas sõlmes asub transistor, mille kollektor on trükitud äärmiselt peene juhtmena (põleb läbi pingel +2V h). Vastava programmaatoriga saab teatud ühenduskohtades connectionid läbi põletada ning panna maatriksi väljundina realiseerima mingi kindla Boole'i funktsiooni DNK-d. Kasutaja poolt programmeritavad maatriks-struktuurid: FPGA Field Programmable Gate Array Maatriks loogikaelementidest (AND, NOT, OR, ..), mille ümber, maatriks välimiste elementidena asuvad sisend-väljundblokid. Luues maskiga? ühendusi maatriksi sees ning paigutades sisendid-väljundid, saab skeemi panna realiseerima mistahes Boole'i f.-ni. Loogikablokid: Look-up Table mingi register, SRAM, ROM, whatever, milles on võimalik säilitada seosed sisendite vahel.
välkmälu. Programmimälu Programmi käsustik paikneb muutumatus välkmälus. Kuigi tegemist on 8-bitiste mikrokontrolleritega, on iga käsk üks või kaks 16-bitist andmesõna. Programmimälu suurus on üldjuhul ära märgitud ka nimetuses (näiteks ATmega64x seerial on 64 kB välkmälu, ning ATmega32x seerial 32 kB). AVRi kiipidel pole tuge toetamaks programmi paiknemist välisel mälul, ehk kogu töötav kood peab paiknema sisemisel välkmälul. Ainsaks erandiks sellele on AT94 FPSLIC AVR/FPGA kiibid. Sisemine andmemälu Aadressiruum koosneb protsessori registritest, sisend-väljund registritest ja SRAMist. Sisemised registrid AVRidel on 32 ühebaidist protsessori registrit ja neid klassifitseeritakse 8-bitisteks RISC seadmeteks. Enamikul juhtudest on protsessori kasutuses olevad registrid esimesel 32-l mäluaadressil (000016-001F16), millele järgnevad 64 sisend-väljund registrit (002016-005F16). SRAM algab pärast ülalmainitud registreid (aadress 006016)
Paindlik, odav, säästlik, kuna kasutab optimaalset hulka kristalli pinda. Antifuse tehnoloogia vajab suhteliselt täpset tootmist, muidu võivad tekkida läbilöögid. Ühe ja sama algmaatriksiga võib eri maskide abil luua erinevaid skeeme. Väikesemahuline tootmine. Ülesanded, mis vajavad kiiret, ka ebatavalistesse füüsikalistesse tingimustesse sobivat riistvara. Kasutaja poolt programmeritavad maatriksstruktuurid: FPGA Field Programmable Gate Array Maatriks loogikaelementidest (AND, NOT, OR, ..), mille ümber, maatriks välimiste elementidena asuvad sisendväljundblokid. Luues maskiga? ühendusi maatriksi sees ning paigutades sisendid väljundid, saab skeemi panna realiseerima mistahes Boole'i f.ni. Kaustaja poolt programmeritav. Paindlik. Kasutab optimaalset hulka kristalli pinda. Loogikablokid: Lookup Table mingi register, SRAM, ROM, whatever, milles on võimalik säilitada seosed
-nide süsteemi jaoks. PLA põhimõte tehakse maatriks, mille veergudeks sisendelemendid ja nende inversioonid, ridadeks pingestatud ühendused. Igas sõlmes asub transistor, mille kollektor on trükitud äärmiselt peene juhtmena (põleb läbi pingel +2Vh). Vastava programmaatoriga saab teatud ühenduskohtades connectionid läbi põletada ning panna maatriksi väljundina realiseerima mingi kindla Boole'i funktsiooni DNK-d. Kasutaja poolt programmeritavad maatriks-struktuurid: FPGA Field Programmable Gate Array Maatriks loogikaelementidest (AND, NOT, OR, ..), mille ümber, maatriks välimiste elementidena asuvad sisend-väljundblokid. Luues maskiga? ühendusi maatriksi sees ning paigutades sisendid-väljundid, saab skeemi panna realiseerima mistahes Boole'i f.- ni. Loogikablokid: Look-up Table mingi register, SRAM, ROM, whatever, milles on võimalik säilitada seosed sisendite vahel. Kasutades
Väikeste tootmismahtude juures hirmkallis. Juba loodud skeemi ei saa ümber konfigureerida. PLA: Paindlik, odav, säästlik, kuna kasutab optimaalset hulka kristalli pinda. Anti-fuse tehnoloogia vajab suhteliselt täpset tootmist, muidu võivad tekkida läbilöögid. Ühe ja sama algmaatriksiga võib eri maskide abil luua erinevaid skeeme. Väikesemahuline tootmine. Ülesanded, mis vajavad kiiret, ka ebatavalistesse füüsikalistesse tingimustesse sobivat riistvara. FPGA: Kaustaja poolt programmeritav. Paindlik. Kasutab optimaalset hulka kristalli pinda. 2. Aga et oleks arusaadav, mis on mis, siis juurde ka mõned selgitused: Spetsiaalse riistvara realiseerimise võimalused: Programne realisatsioon + riistvaraline realisatsioon: CPU-ga ühendatakse siine mööda mikrokontroller (RAM, ROM, CLK, CPU + pordid), selle külge omakorda riistvaraline skeem / trükkplaat. Tegevust kontrollib
Väikeste tootmismahtude juures hirmkallis. Juba loodud skeemi ei saa ümber konfigureerida. PLA: Paindlik, odav, säästlik, kuna kasutab optimaalset hulka kristalli pinda. Anti-fuse tehnoloogia vajab suhteliselt täpset tootmist, muidu võivad tekkida läbilöögid. Ühe ja sama algmaatriksiga võib eri maskide abil luua erinevaid skeeme. Väikesemahuline tootmine. Ülesanded, mis vajavad kiiret, ka ebatavalistesse füüsikalistesse tingimustesse sobivat riistvara. FPGA: Kaustaja poolt programmeritav. Paindlik. Kasutab optimaalset hulka kristalli pinda. Magnetmäluseadmed Mittemagneetuval alusel magneentuv substants, mille kohal liigub vooluga mähis, milles kitsas pilu. Pilust väljuv magnetväli pöörab magneetuva substantsi doomenid vastavalt voolu suunale. Lugemisel kasutatakse magnetilist induktsiooni, mille puhul doomenite pöördumiskohas genereerub lugemispeasse pingeimpulss, mis registreeritakse
Tarkvara võib olla kirjutatud ka assemblerkeeles, sisuliselt meeldejäävam variant masinkeelest, kasutades loomuliku keele tähestikku. Assemblerkeel tuleb koostada objektikoodi koostaja (assembler) abil. SIIT VIST ALGAB ÕIGE VASTUS SELLELE KÜSIMUSELE. LOE LÄBI JA EHK ON ABI! Tarkvara hõlmab suurt hulka tooteid, mis võivad olla toodetud erinevaid tehnikaid nagu tavalisi programmeerimiskeeli, mikrokoodi või FPGA konfiguratsiooni kasutades. Peaaegu kõikidel arvuti platvormidel saab tarkvara jagada paari suuremasse kategooriasse: Süsteemitarkvara on tarkvara, mis on kavandatud arvuti riistvara juhendamiseks, et tagada põhifunktsioonid ja tagada platvorm jooksvatele rakendustarkvaradele. Süsteemi tarkvara hõlmab seadme süsteemidraivereid, operatsioonisüsteeme (Mac OS X, Microsoft
Selleks laengute sisseajamiseks on vaja pinget umbes 20V. Laengust sõltub, kas transistor juhib või ei. EPROM kustutamine laengute mosaiigi viimine niisuguseks, et kõigis pesades on vaid 1-d (mälu kustutatud). Toimub UV- kiirtega. EEPROM kustutamine (kõikidesse pesadesse 1-de kirjutamine) toimub ka elektriga. 187 Programmeeritav loogikamaatriks (PLM), PLA (array), PLD (device), . Programmeeritavad EEPROM põhimõttel. FPGA field programmable gate array. sisend - EI - maatriks - maatriks - EI - väljund IN - NO - AND - OR - NO - OUT Üldjuhul n sisendit ja m- väljundit. n ja m on sõltumatud suurused. Ei on mingi loogiline korrutis. Ühesuunaline juhtivus horisontaaljuhtmelt vertikaaljuhtmele. Y1 = E1 E4 = X 1 X 2 X 3 X 3 X 4 188 6.7.2 Muutmälu (operatiivmälu) (RAM) Eksisteerivad staatilised (sRAM) ja dünaamilised (dRAM) variandid.
FOM Fiber Optics Modem .FON Font + Phone + Phone Directory (all file name extensions) .FOR Fortran source code (file name extension) FORTH (Programming Language)(See HLL) FORTRAN Formula Translator (Programming Language)(See HLL) FOSE Federal Office Systems Exposition FOSI Format Option Specification Instance FOSSIL Fido/Opus/Seadog Standard Interface Layer FPC Flexible Printed Circuit + Floating Point Calculation FPCE Floating-Point C Extension (specification) FPGA Field Programmable Gate-Array FPLA Field Programmable Logic-Array FPM Fast Page Mode FPP Fixed Path Protocol + Floating Point Processor FPR Floating-Point Register FPS Favorite Picture Selection + Frames Per Second FPT Forced Perfect Termination FPU Floating Point Unit FPX FlashPix (format) [Kodak] FQDN Fully Qualified Domain Name [Internet] FRAD Frame Relay Access Device + Frame Relay Assembler/Disassembler FRAG Fragment + Fragmentation
annaabi.ee 
