DSP DONANIMI. Pek çok DSP için temel elemanlar aşağıdaki gibidir.

Benzer belgeler
SONLU KELĐME UZUNLUKLU ARĐTMETĐK

Bit, Byte ve Integer. BIL-304: Bilgisayar Mimarisi. Dersi veren öğretim üyesi: Yrd. Doç. Dr. Fatih Gökçe

BILGISAYAR ARITMETIGI

Bölüm 4 Aritmetik Devreler

Adresleme Yöntemleri MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. İşlenenin Yeri. Örnek MİB Buyruk Yapısı. İvedi Adresleme. Adresleme Yöntemleri. Bellek. Kütükler.

Sayı sistemleri iki ana gruba ayrılır. 1. Sabit Noktalı Sayı Sistemleri. 2. Kayan Noktalı Sayı Sistemleri 2. SAYI SĐSTEMLERĐ VE KODLAR

BLM1011 Bilgisayar Bilimlerine Giriş I

İKİLİ SAYILAR VE ARİTMETİK İŞLEMLER

Sayı sistemleri-hesaplamalar. Sakarya Üniversitesi

Adresleme Yöntemleri MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. Örnek MİB ile Adresleme. Adresleme Yöntemleri. Doğal Adresleme. İvedi Adresleme

Her bir kapının girişine sinyal verilmesi zamanı ile çıkışın alınması zamanı arasında çok kısa da olsa fark bulunmaktadır -> kapı gecikmesi

Bir işaretli büyüklük sayısında en soldaki basamak bir işaret içerir. Diğer basamaklarda ise sayısal değerin büyüklüğü (mutlak değeri) gösterilir.

Özet DERS 5. Şu ana kadar bilmeniz gerekenler... İşaretsiz Çarpma. Bayraklardaki Durumlar. İşaretli Çarpma

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Deney 7: Aritmetik ve Lojik İşlem Birimi(ALU)

Deney 8: ALU da Aritmetik Fonksiyonlar

Bölüm 7. İfadeler ve atamalar ISBN

TBİL-405 Mikroişlemci Sistemleri Bölüm 2 1- % %01010 işleminin sonucu hangisidir? % %11000 %10001 %10101 %00011

VLSI YA GEÇĐŞ Bilgisayarların çok kısa tarihi

KASIRGA -4 Buyruk Tasarımı Belgesi Ankara

Sayı sistemleri iki ana gruba ayrılır. 1. Sabit Noktalı Sayı Sistemleri. 2. Kayan Noktalı Sayı Sistemleri

Algoritmalar ve Programlama. DERS - 2 Yrd. Doç. Dr. Ahmet SERBES

BM-311 Bilgisayar Mimarisi

Bit, Byte ve Integer. BIL-304: Bilgisayar Mimarisi. Dersi veren öğretim üyesi: Dr. Öğr. Üyesi Fatih Gökçe

PASCAL PROGRAMLAMA DİLİ YAPISI

Bit, Byte ve Integer. BIL-304: Bilgisayar Mimarisi. Dersi veren öğretim üyesi: Yrd. Doç. Dr. Fatih Gökçe

KASIRGA 4. GELİŞME RAPORU

SAYI SİSTEMLERİ. 1. Sayı Sistemleri. Sayı Sistemlerinde Rakamlar

Bahar Dönemi. Öğr.Gör. Vedat MARTTİN

Bit, Byte ve Integer. BIL-304: Bilgisayar Mimarisi. Dersi veren öğretim üyesi: Dr. Öğr. Üyesi Fatih Gökçe

K uark projesi. Temel Özellikler :

Giriş MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. Elektronik Öncesi Kuşak. Bilgisayar Tarihi. Elektronik Kuşak. Elektronik Kuşak. Bilgisayar teknolojisindeki gelişme

Temel Mikroişlemci Tabanlı Bir Sisteme Hata Enjekte Etme Yöntemi Geliştirilmesi. Buse Ustaoğlu Berna Örs Yalçın

BÖLÜM 2 SAYI SĐSTEMLERĐ (NUMBER SYSTEMS)

T.C. KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLİŞİM SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ

SAYISAL DEVRELER. İTÜ Bilgisayar Mühendisliği Bölümündeki donanım derslerinin bağlantıları

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Bilgisayar Organizasyonu BIL

Sayılar Teorisi SAYILAR TEORİSİ VE SAYILAR

DERS 3 MİKROİŞLEMCİ SİSTEM MİMARİSİ. İçerik

Nesne Yönelimli Programlama

İşlem Buyrukları MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. İşlem Buyrukları. İşlem Buyrukları. İşlem Buyrukları. İşlem Buyrukları

MEB YÖK MESLEK YÜKSEKOKULLARI PROGRAM GELİŞTİRME PROJESİ. 1. Tipik bir mikrobilgisayar sistemin yapısı ve çalışması hakkında bilgi sahibi olabilme

Elektroniğe Giriş 1.1

ÜNİTE 1: TEMEL KAVRAMLAR

Komutların Yürütülmesi

Yrd. Doç. Dr. Caner ÖZCAN

BILGISAYAR ARITMETIGI

TAM SAYILAR. Tam Sayılarda Dört İşlem

Mikroişlemcili Sistemler ve Laboratuvarı 8.Hafta

EGE ÜNİVERSİTESİ EGE MYO MEKATRONİK PROGRAMI

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ LOJİK DEVRELERİ LABORATUVARI DENEY RAPORU

DENEY 3a- Yarım Toplayıcı ve Tam Toplayıcı Devresi

SAYISAL ELEKTRONİK. Ege Ü. Ege MYO Mekatronik Programı

TAM SAYILARLA TOPLAMA ÇIKARMA

Buna göre, eşitliği yazılabilir. sayılara rasyonel sayılar denir ve Q ile gösterilir. , -, 2 2 = 1. sayıdır. 2, 3, 5 birer irrasyonel sayıdır.

3.3. İki Tabanlı Sayı Sisteminde Dört İşlem

Konular MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. Giriş. Bilgisayar Tarihi. Elektronik Kuşak. Elektronik Öncesi Kuşak

mikroc Dili ile Mikrodenetleyici Programlama Ders Notları

Bölüm 5: ARITMETIK VE MANTIK IŞLEM YAPAN KOMUTLAR

Elektronik sistemlerde dört farklı sayı sistemi kullanılır. Bunlar;

Dr. Feza BUZLUCA İstanbul Teknik Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

Yrd. Doç. Dr. Caner ÖZCAN

Bahar Dönemi. Öğr.Gör. Vedat MARTTİN

KMU MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ SAYISAL DEVRELER II LABORATUVARI DENEY 1 TOPLAYICILAR - ÇIKARICILAR

BMT 101 Algoritma ve Programlama I 6. Hafta. Yük. Müh. Köksal Gündoğdu 1

İçerik. Java da İşleçler, İşleçler. Aritmetik İşleçler - 1. Aritmetik İşleçler - 2. Geçen ders: Bu ders: BS-515 Nesneye Yönelik Programlama

BM-311 Bilgisayar Mimarisi

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 KÜMELER Bölüm 2 SAYILAR

Floating Point (Kayan Noktalı Sayılar)

SAYI SİSTEMLERİ ve BOOLE CEBİRİ 1+1=1 ÖĞR.GÖR. GÜNAY TEMÜR - TEKNOLOJİ F. / BİLGİSAYAR MÜH.

Java da İşleçler, Ders #3 (4 Kasım 2009)

ASAL SAYILAR - TAM BÖLENLER - FAKTÖRİYEL Test -1

Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi

C# Yazım Kuralları ERCİYES. Ü. BİLGİSAYAR M. COMPUTER PROGRAMMING II 1 FEHİM KÖYLÜ

Bilg.Mimarisi-I 4.HAFTA VERI AKTARIMI VE ISLEME. Bilgisayar buyrukları 3 kategoride sınıflandırılabilir.

DENEY 4: TOPLAYICILAR, ÇIKARICILAR VE KARŞILAŞTIRICILAR

MANTIK DEVRELERİ HALL, 2002) (SAYISAL TASARIM, ÇEVİRİ, LITERATUR YAYINCILIK) DIGITAL DESIGN PRICIPLES & PRACTICES (3. EDITION, PRENTICE HALL, 2001)

Bölüm 3 Toplama ve Çıkarma Devreleri

SAYILAR DOĞAL VE TAM SAYILAR

Algoritma Geliştirme ve Veri Yapıları 3 Veri Yapıları. Mustafa Kemal Üniversitesi

LOJİK DEVRELER-I IV. HAFTA DENEY FÖYÜ

BBM 231 Yazmaçların Aktarımı Seviyesinde Tasarım! Hacettepe Üniversitesi Bilgisayar Müh. Bölümü

BLM-111 PROGRAMLAMA DİLLERİ I. Ders-8 Değişken Tipleri ve Temel Giriş/Çıkış İşlemleri

Bilgisayarların Gelişimi

Çalışma Açısından Bilgisayarlar

Bu derste! BBM 231 Yazmaçların Aktarımı Seviyesinde Tasarım! Yazmaç Aktarımı Düzeyi! Büyük Sayısal Sistemler! 12/25/12

1. Bölüm Sayı Sistemleri

SAYILAR SAYI KÜMELERİ

SAYILAR SAYI KÜMELERİ

BM-311 Bilgisayar Mimarisi

DENİZ HARP OKULU BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

BLGM BÖLÜM. Problem Çözme Kavramları (Algoritma ve Akış Şemaları)

Merkezi İşlem Birimi MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. MİB Yapısı. MİB in İç Yapısı. MİB Altbirimleri. MİB in İç Yapısı

LOJİK DEVRELER-I IV. HAFTA DENEY FÖYÜ

Algoritma ve Akış Diyagramları

BLM221 MANTIK DEVRELERİ

Bil101 Bilgisayar Yazılımı I. M. Erdem ÇORAPÇIOĞLU Bilgisayar Yüksek Mühendisi

2. SAYI SİSTEMLERİ VE KODLAR

BM-311 Bilgisayar Mimarisi. Hazırlayan: M.Ali Akcayol Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

BİLGİSAYAR MİMARİSİ. Bilgisayar Bileşenleri Ve Programların Yürütülmesi. Özer Çelik Matematik-Bilgisayar Bölümü

Transkript:

DSP DONANIMI Pek çok DSP için temel elemanlar aşağıdaki gibidir. Çarpıcı yada çarpıcı- toplayıcı (MPY/MAC) Aritmetik lojik birim (ALU) Öteleyici (SHIFTER) Adres üreteci (AG) Komut yada program sıralayıcı

Çarpıcılar Bir DSP çarpıcısı 2 adet b-bitlik sayının çarpımını tek bir saat peryodunda gerçekleştirir. Đşaretli, işaretsiz yada karışık modda çarpım işlemleri gerçekleştirebilmeli ve yuvarlatma yapabilmelidir. Çarpıcılardan beklenen özellikler Hız Bellek erişim sürelerinde işlem tamamlama Giriş formatları Đkiye tümleyen yada işaretsiz Kesirli yada tamsayı Karışık mod Đşaretli Đşaretsiz Çıkış formatları Sağa ötelenmiş (tamsayı) Sola Ötelenmiş (kesirli) Genişletilmiş yada çift hassasiyet

Đkinin tümleyeni çarpımındaki fazla bit Đki tane b bitlik işaretli sayının çarpımı yalnızca 2b+1 bir gerektirir Örnek +2, -3 çarpılsın 0 1 0 işaret 1 1 1 1 1 1 0 işaret Oysa iki tane b+1 bitlik ( b bit +işaret) ikinin tümleyeni sayının çarpımı fazladan bir bit getirerek 2(b+1) bir verir. Bu yalnızca Negatif tam ölçekte geçerlidir. Bunun dışında bütün çarpım sonuçları 1 bit sağa ötelenir.

Çarpıcı çıkışındaki yapılar

Çarpıcı Yapıları 4 portlu çarpıcı 3 portlu çarpıcı Giriş ve çıkışları çoğullanmış çarpıcı (oratk veri yolu üzerinde

Genel çarpıcı yapısı

Đşaret kontrolu ve Karışık modlar X ve Y girişlerinin formatına göre 4 değişik durum olabilir bunlar; X Y Sonuç ------------------------------------------------------- Đşaretli Đşaretli Đşaretli Đşaretsiz Đşaretli işaretsiz Đşaretsiz Đşaretsiz Đşaretli (karışık mod) Đşaretsiz işaretli Đşaretli (karışık mod)

Yuvarlatma Eğer çarpıcı çıkışında yalnızca en yüksek ağırlıklı kısım tutulacaksa yuvarlatma yapılır. Pipelined Çarpıcılar Bu tür çarpıcılarda, sonucun formatlanması, ötelenmesi, yuvarlatılması gibi işlemler çarpım işlemiyle aynı anda yapılır Çarpıcı-Toplayıcılar Bir çarpıcı ile birleştirilmiş toplayıcı b( n) x( n k) gibi işlemler gerektiren sayısal işaret işleme uygulamalarında oldukça yararlıdır.

Bir çarpıcı-toplayıcıdan beklenen özellikler Tek saat çevriminde çarpma ve toplam işlemini gerçeklemesi Toplama sırasındaki bit genişlemesini koruyabilmek için 2b bit dışında extra bitlere sahip olması Oluşmadan önce taşma algılama Doyum aritmetiği Yansız yuvarlatma

Şekilde, tekrarlanan MAC işlemlerin yapısı ve bit genişlemesi görülmektedir Şekildeki geri besleme yolu r(n+1)=x(n+1)*y(n+1) ±r(n) biçiminde hesaplama sağlar

Şekilde Çarpıcı-Toplayıcı çıkışı M genişletme biti ile genişletilmiştir böylece 2 M adet MAC işlemi herhangi bir taşma olmaksızın gerçekleştirilebilir. Örneğin 32 bitlik çarpıcılı 40 Bitlik bir MAC 256 adet çarpmatoplama işlemini taşma olmaksızın gerçekleştirilebilir. MAC çıkışı doyma kontrolu sağlayarak sonucu veri yolu genişliğine getirmelidir. Çarpım sonuç kayıtçısı Ex, MSW ve LSW olmak üzere üç kısımdan oluşur. Eğer yuvarlatma yapılacaksa, LSW yok edilerek onun yerine MSW ye 1 eklenir yada eklenmez (yuvarlatma kuralına göre).

Çıkıştaki öteleyici, ikinin tümleyeni çarpma işlemindeki fazladan işaret bitini sola kaydırarak yok eder. Yada sağa kaydırma işlemi ile BFP ayarlaması yapılabilir

ALU Sayısal işaret işleyicilerde ALU, genel bir mikroişlemcideki özelliklere benzer özellikler gösterir. Ancak Çift erişimli kayıtçılar, tek saat çevriminde işlemler gibi özellikler ayırt edicidir. Bir DSP ALU dan beklenen özellikler aşağıdaki gibi olabilir. Yeterli doğruluk ve yüksek hassasiyetli hesaplamalar için zincirlenebilirlik Toplama, çıkarma, eldeli toplama ve çıkarma, mutlak değer Mantıksal fonksiyonlar Đşlem bayrakları DSP ALU işlem bayrakların farkı diğer birimler tarafından farklı yollarda kullanılabilmesidir. Etkin veri aktarımı ve hesabı

Yeterli kayıtçı miktarı Đçerik değiştirme için çift kayıtçı kümesi Ara sonuçlara ulaşabilmek veya saklayabilmek için kayıtçı kümesi Yeterli geri besleme yolları, öteleyici ile etkin bağlantı Bölme yeteneği Doyma kontrol yapısı Esnek iç veri yolları Geri besleme Diğer birimler arasında doğrudan erişim

Çift portlu kayıtçılar kullanılarak veri transferi ve aritmetik işlemler aynı saat çevriminde gerçekleştirebilir.

Tipik DSP ALU Mimarisi

Öteleyiciler ve Ölçekleme Bir DSP Öteleyicisi, Üst ve Alt taşmayı engellemek için sayıları ölçeklendirir. Sabit ve Kayan nokta arasında dönüşümler gerçekleştirir. Genel amaçlı işlemcilerde hersaat çevriminde bir bit öteleme varken, DSP Öteleyicileri N bit öteleme özelliğine sahiptir.

DSP lerde Öteleme işlemi (Barrel Shifter) Daha geniş bir kelimeden R bitlik bir kelimeye öteleme

Alternatif bir yapı D girişi A yada B çıkış alanında herhangi bir yere yerleştirilmiş

Temel Kaydırma Đşlemleri N bir aritmetik ve mantıksal kaydırma Ölçekleme Normalizayson Denormalizasyon Otomatik blok kayan nokta Aritmetik kaydırma Aritmetik kaydırma sayıları işaretlerini koruyarak kaydırır. Mantıksal kaydırma işaretsiz verile üzerindeki ötelemelerdir.

Aritmetik Mantıksal Başlangıç S A B C D E F G A B C D E F G H Sağa kaydırma ½ ölçekleme S S A B C D E F CARRY G CARRY 0 A B C D E F G H Giren işaret Sıfır Dolduma Sola kaydırma 2 ölçekleme s A B C D E F G 0 A A B C D E F G 0 A S Taşma bayrağını aktif yapar Sıfır Dolduma Sıfır Dolduma

Normalizasyon işlemi bir mantıs ve üstel üreterek sabit noktadan kayan noktaya dönüşümdür Denormalizasyon işlemi, Normalizasyon işleminin tersidir. Kayan noktadan sabit noktaya dönüşümdür

BLOK KAYAN NOKTA

Örnek Öteleyici

Veri Adres Üreteci Bir veri adres üreteci, okunacak ve yazılacak veri ve katsayılar için bellekteki yerleri belirten bir yada daha fazla kayıtçı içerir. Veri adres üreteçleri DSP algoritmalarında gerekli esnek ve hızlı adreslemeyi sağlayabilmelidir. Bir DAG bu amaçla, kendi içerisinde bir ALU içerir.

DAG dan beklenen özellikler AND, OR, XOR gibi işlemleri gerçekleyebilme Otomatik adres modifikasyonu Doğrusal ve değişken artımlı adresleme Dairesel tamponlar Y=Y+M ; IF (Y+M) END THEN Y=BEGIN+(Y+M-END); Burada M bir artım değeridir. BEGIN ve END ise tablo sınırlarıdır. Bit terslemeli adresleme

Belirtilen özellikleri sağlayacak veri adres üreteci örneği

Program sıralayıcı Yeterli yığıt boyutu Kesme öncelikleri Doğrudan adresleme Yığıt sınırlarının ayarlanabilmesi Sıfır başlatıcılı şartlı atlama Basit sıralayıcı kontrol yapıları A then B, if W then A else B, while W do A

Adres üretimi