Фирма Texas Instrument является лидером на рынке цифровых сигнальных процессоров (ЦСП). Она производит более половины выпускаемых в мире ЦСП.
Разработки фирмы Texas Instrument можно разделить на 3 семейства: C2000, C5000, C6000.
Процессоры семейства С2000 относятся к наиболее дешевым моделям и имеют производительность 20-40 MIPS. (MIPS - Million Instructions per Second – миллион инструкций (команд) в секунду). Важным преимуществом этого семейства является наличие встроенных АЦП, что позволяет создавать законченные устройства на одной микросхеме.
Процессоры семейства С5000 имеют производительность до 200 MIPS и свехнизкое энергопотребление.
Процессоры семейства С5000 применяются в персональных беспроводных системах передачи данных.
Семейство С6000 включает процессоры как с фиксированной, так и с плавающей точкой; их производительность достигает 8800 MIPS.
TMS320C67xx – с плавающей точкой и производительностью 600 -1000 MFLOPS (Million FLO ating p oint operations per S econd -миллион инструкций с плавающей точкой в секунду),
TMS320C6678 – 8-ядерный процессор, работающий как в режиме с фиксированной точкой, так и в режиме с плавающей точкой, 160 GFLOPS
Процессоры этого семейства применяются в базовых станциях беспроводной связи, модемах, радиолокации, в трехмерной графике.
1. Дискретизация аналоговых сигналов
1.1. Определение спектра дискретного сигнала. Эффекты размножения и наложения спектров
Периодическая чётная функция u(t) может быть представлена рядом Фурье
(1.1)
где С0 и Сk - коэффициенты ряда Фурье:
,
(1.2)
При τ / TД = 0.001 амплитуда 1000-ой гармоники равна нулю.
Однако при амплитуда k-ой гармоники отличается от амплитуды первой гармоники не более чем на 1.6%.
В этом случае можно воспользоваться приближенным соотношением
Тогда
(1.3),
где K – максимальное значение k, при котором значение функции sin(x)/x отличается от 1 на величину допустимой погрешности. При уменьшении отношения τ / TД значение K увеличивается.
В предельном случае, когда вместо импульсной последовательности используется последовательность δ – функций, .
Определим спектр дискретной косинусоиды
Пусть
Сигнал на выходе дискретизатора
Частоты составляющих спектра дискретного сигнала равны
Случай 1. Дискретизация низкочастотной косинусоиды
Спектр косинусоиды до (а) и после (б) дискретизации
Случай 2. Дискретизация низкочастотного сигнала в виде суммы двух косинусоид
где
.
Спектр апериодического аналогового сигнала x(t) определяется с использованием прямого преобразования Фурье
(1.4)
Воспользовавшись прямым преобразованием Фурье, найдем спектр дискретного сигнала
Сравнивая последнее соотношение с (1.4), выразим спектр дискретного сигнала через спектр аналогового сигнала
(1.5)
Спектр дискретного сигнала с точностью до постоянного сомножителя Uτ / TД равен сумме спектров аналогового сигнала, сдвинутых вдоль оси частот на kωД.
Случай 1: Дискретизация низкочастотных сигналов
Условие отсутствия наложения спектров
Полосовой сигнал
Частоты составляющих спектра дискретного сигнала
Сигналы на входе и выходе дискретизатора
Необходимое условие отсутствия наложения спектров:
Сгустки спектра дискретного сигнала распределены равномерно вдоль оси частот, благодаря выполнению условия
1.3.Прореживание и интерполяция дискретных сигналов
Прореживанием или децимацией называется процесс понижения частоты дискретизации, а интерполяцией - процесс ее повышения. Коэффициенты, показывающие во сколько раз изменяется частота дискретизации, называются коэффициентами прореживания и интерполяции соответственно.
Временные диаграммы сигналов на входе и выходе прореживателя отсчетов. Коэффициент прореживания M0=3
Операция прореживания сводится к периодическому пропуску (М 0 - 1) отсчетов исходного сигнала.