Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 47.56 Kb.
|
Специализированные процессоры, их роль в ТС САПРВсе процессоры можно разделить на два класса: универсальные процессоры и специализированные процессоры. Универсальные процессоры предназначены для работы в ЭВМ, которые могут решать широкий круг задач в различных областях. Их система команд подобрана таким образом, чтобы с ее помощью можно было эффективно выполнять программы различного характера, например, целочисленные расчеты, расчеты с плавающей запятой, обработку больших массивов данных, организацию мультипрограммного режима работы т.д. В отличии от универсальных процессоров, специализированные процессоры предназначены для решения узкого класса задач и их система команд упрощена и оптимизирована как раз для эффективного выполнения программ решающих эти задачи. Заменять универсальные процессоры специализированными экономически выгодно, т.к. они дешевле и имеют более высокие технические показатели, такие как быстродействие, потребление электроэнергии, габариты и т.д. К недостаткам специализированных процессоров можно отнести большие затраты на разработку программного обеспечения и его отладку. Эта проблема решается с помощью кросс – платформенного программирования, когда программа для специализированного процессора создается на универсальной ЭВМ, а затем производиться перекодирование в систему команд специализированного процессора. Также применяется метод эмуляции специализированного процессора на универсальной ЭВМ, который позволяет моделировать процесс отладки программ для устройств, содержащих специализированные процессоры. Область применения специализированных процессоров широка. Обычно специализированные процессоры используются для управления сложными техническими устройствами. Каждая специализированная ЭВМ рассчитана на решение ограниченного круга задач и, как правило, не может использоваться вне того устройства, в которое встроена. Специализированные процессоры встраиваются в системы автоматического управления сложными устройствами или технологическими процессами на производстве, транспорте, связи, военном деле, медицине и т.д. Часто они используются в бытовой технике, например, в стиральных машинах, теле - видеоаппаратуре, сотовых телефонах, микроволновых печах и т.д. Особым классом специализированных процессоров являются т.н. сигнальные процессоры, которые можно считать разновидностью RISC-процессоров, обладающих высокой производительностью при обработке аналоговых сигналов. На примере сигнального процессора можно рассмотреть историю развития специализированных процессоров. Специализированные процессоры нашли применение в технических средствах САПР. Повышение сложности решаемых задач, использование 3D – графики, широкое применение графического диалога потребовали повышения производительности ЭВМ, используемых в САПР. Для решения этой задачи в состав этих ЭВМ входят различные специализированные процессоры для преобразования графической информации, выполнения операций с плавающей точкой и др., которые позволяют разгрузить центральный процессор и повысить общую производительность. Использование специализированных процессоров позволило применять персональные компьютеры, оснащенных комплексом различных ПУ в САПР, которые по своим возможностям не уступают многотерминальным АРМ второго поколения при существенно меньшей стоимости, что делает их весьма перспективными для использования в САПР. Другим примером использования специализированных процессоров в ТС САПР может служить растровый процессор RIP (Raster Image Processor) — необходимая составная часть комплекса широкоформатной печати. RIP обеспечивает качество и производительность работы плоттера при печати сложных изображений. Применяется в рекламных технологиях, ГИС и САПР. RIP-процессоры - специализированные устройства, предназначенные для формирования битовой карты при выводе на печать изображения, описанного на языке Post Script. RIP выполняет весь комплекс операций по технологической подготовке печати, среди них: растяжка изображений, печать изображений неограниченного размера путем его разбивки на произвольные фрагменты прямоугольной формы, обеспечение необходимой цветопередачи на базе выполненной цветокалибровки, растеризация, цветоделение и т.д. Помимо обеспечения высокого качества фотореалистических изображений, RIP снимает ограничения по объему файлов и сокращает в несколько раз время подготовки к печати по сравнению со стандартным драйвером плоттера (для файлов размеров в сотни Мб экономия составляет несколько часов). Это актуально для всех областей, в том числе для ГИС при печати космических снимков, отсканированных карт и т.д. Другим полезным свойством, особенно для САПР является снятие ограничений по количеству векторов в файле и возможность печати растрово - векторных изображений без потери качества цвета. --------- Сигнальные процессорыВ конце 70-х годов появились первые специализированные процессоры, предназначенные для выполнения алгоритмов цифровой обработки сигналов (ЦОС) в реальном масштабе времени. Часто в литературе такие микропроцессоры называются сигнальными микропроцессорами (СМП) или цифровыми процессорами обработки сигналов (ЦПОС). Появление СМП было обусловлено несколькими причинами. Развитие теории ЦОС привело к появлению различных алгоритмов, которые могли практически использоваться во многих областях техники. Среди них можно отметить алгоритмы не рекурсивной и рекурсивной фильтрации, быстрое преобразование Фурье (БПФ) и другие. Первоначально внедрение этих методов основывалось на использовании интегральных микросхем малой и средней степени интеграции. При этом был достигнут качественный скачок по отношению к аппаратуре с аналоговой обработкой. Достоинства ЦОС позволили добиться высокой точности обработки сигналов, стабильности и повторяемости характеристик, высокой надежности аппаратуры. Однако использование ИМС не позволило снизить массогабаритные показатели аппаратуры, поэтому возникла необходимость реализовать данные методы на более современной элементной базе. Другим важным моментом предшествовавшим появлению СМП явилось развитие технологии изготовления микросхем. Именно появление микронных и субмикронных технологий позволило создать СМП с несколькими десятками тысяч транзисторов на кристалле, потреблением мощности порядка одного ватта и быстродействием более 5-и миллионов операций в секунду. В настоящее время за рубежом выпускается несколько десятков различных СМП, находящих широкое применение в различных областях техники. Можно предположить, что в ближайшем будущем СМП станут одной их основных элементных баз разработчиков новой техники и, в частности, средств связи. Программная реализация алгоритмов ЦОС с помощью СМП дает дополнительные преимущества по сравнению с их реализацией в "жесткой логике" на ИМС различной степени интеграции. В первую очередь к ним относится возможность существенного снижения массогабаритных показателей аппаратуры. Другое важное преимущество заключается в многофункциональности данного метода реализации: изменение программы приводит и к полному изменению алгоритма обработки. Кроме того, существенно упрощаются этапы разработки и отладки аппаратуры. Выгодно использовать СМП и с экономической точки зрения, поскольку происходит значительное снижение цены как разработки, так и изготовления аппаратуры. Из всего вышесказанного следует вывод, что СМП являются перспективной элементной базой для многих областей техники. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
