El Motorola DSP56000 (también conocido como 56K ) es una familia de chips procesadores de señales digitales (DSP) producidos por Motorola Semiconductor (más tarde conocido como Freescale Semiconductor , ahora adquirido por NXP ) a partir de 1986 [1] [2] [3] [4 ] [5] y todavía se está produciendo en modelos más avanzados en la década de 2010. La serie 56k fue bastante popular durante un tiempo en varias computadoras, incluidas las estaciones de trabajo NeXT , Atari Falcon030 y SGI Indigo, todas con 56001. [6] Las versiones actualizadas de 56k todavía se utilizan hoy en día.[actualizar]en equipos de audio, radares , dispositivos de comunicaciones (como teléfonos móviles ) y otras aplicaciones DSP integradas . El 56000 también se utilizó como base para el 96000 actualizado , que no tuvo éxito comercial.
Descripción técnica
El DSP56000 utiliza aritmética de coma fija , con palabras de programa de 24 bits y palabras de datos de 24 bits . Incluye dos registros de 24 bits , que también pueden denominarse un registro único de 48 bits. También incluye dos acumuladores de 56 bits , cada uno con una "extensión" de 8 bits (también conocida como headroom); de lo contrario, los acumuladores son similares a los otros registros de 24/48 bits. Al ser un procesador de arquitectura Harvard modificada , el 56k tiene tres espacios de memoria + buses (y bancos de memoria en chip en algunos de los modelos): un espacio / bus de memoria de programa y dos espacios / bus de memoria de datos. [7]
Se seleccionó 24 bits como la longitud básica de la palabra porque le dio al sistema un rango de números razonable y precisión para procesar audio (sonido), la principal preocupación del 56000. [ cita requerida ] 24 bits corresponden a un gran rango dinámico de 144 dB , suficiente en la década de 1980 cuando los convertidores de analógico a digital (ADC) y los convertidores de digital a analógico (DAC) rara vez superaban los 20 bits. Un ejemplo son las aplicaciones ADSL , donde los filtros generalmente requieren 20 bits de precisión. Los cuatro bits más a la izquierda son considerados [¿ por quién? ] amplio margen para los cálculos.
El procesador es capaz de realizar 16,5 millones de instrucciones por segundo (MIPS) a la velocidad de reloj máxima especificada de 33 MHz. , [7] y tiene soporte de hardware para FFT de coma flotante en bloque . [7] Utiliza niveles TTL de 5 V y consume aproximadamente 0,4 W. [7]
Aplicaciones y variantes
En la mayoría de los diseños, el 56000 está dedicado a una sola tarea, porque el procesamiento de señales digitales con hardware especial es principalmente en tiempo real y no permite ninguna interrupción . Para tareas algo más moderadamente exigentes que no son críticas en el tiempo, o más del tipo "si-entonces", los diseñadores normalmente usan una CPU o MCU separada .
El 56000 puede ejecutar una transformada rápida de Fourier (FFT) compleja de 1024 puntos en 59 898 relojes que tarda 1,8 ms a 33 MHz, [7] o una velocidad de poco más de 555 operaciones por segundo, lo que permite tanto la decodificación como la codificación de / para códecs de audio razonablemente avanzados, como MP3, para fines de grabación directa en disco. [8] [9]
La adición de instrucciones SIMD a la mayoría de las CPU de las computadoras de escritorio ha significado que los chips DSP dedicados como el 56000 se hayan retirado parcialmente de algunos campos de aplicación, pero continúan usándose ampliamente en comunicaciones y otros usos profesionales. Con este fin, la serie 56800 agregó un MCU completo que creó una solución "DSPcontroller" de un solo chip, mientras que en el 68456 ocurrió lo contrario: un 68000 con un 56000.
Un modelo aún bastante frecuente del 56000 es la familia 563xx de tercera generación desarrollada en la década de 2000, que presenta varios modelos, comenzando por el 56301 [10], que presenta varios modelos con aplicaciones especiales integradas en hardware y firmware, como la lógica de interfaz PCI. , Procesadores CRC o comparadores de audio . Las frecuencias del reloj central variaron hasta 250 MHz . [11]
Referencias
- ^ El procesador de señal digital Motorola DSP56000 IEEE
- ^ 24 bits. PROCESADOR DE SEÑALES DIGITALES. FAMILIA
- ^ Aritmética fraccional y entera usando la familia DSP56000
- ^ Arquitecturas DSP programables
- ^ Manual del usuario del compilador C de optimización de la familia Motorola DSP56000
- ↑ atariforge.org - Atari Falcon030 Schematic Rev A Archivado el24 de julio de 2015en la Wayback Machine , el 28 de junio de 1992
- ^ a b c d e freescale.com - Vista previa del producto, PROCESADOR DE SEÑALES DIGITALES DE 24 BITS, DSP56001A , 1997
- ^ Scot Hacker. "Cómo funciona MP3: dentro del códec" . MP3: la guía definitiva . O'Reilly . Consultado el 16 de abril de 2013 .
- ^ Mike Adana. "Desarrollo de MP3" . Guía para blog MP3 . Consultado el 16 de abril de 2013 .
- ^ Motorola (octubre de 1999). "56301 SPEC" (PDF) . 128IC . DSP56301P / D. Archivado (PDF) desde el original el 15 de agosto de 2020 . Consultado el 7 de agosto de 2020 .
- ^ Descripción de la familia DSP56K , p. 45 y siguientes en Beyond DSPs, noviembre de 2010 (freescale / NXP).
enlaces externos
- Procesadores de señal digital Freescale
- Ensamblador de software gratuito A56 para la arquitectura 56000
- Programa de longevidad del producto