11.18. Лабораторная вычислительная система для цифровой обработки сигналов

В настоящей главе в основном рассматривались способы ускорения обработки сигналов с помощью универсального оборудования (фактически быстродействующей ЦВМ, работающей с большими числовыми массивами), которое подключается к лабораторной универсальной мини-ЦВМ. Обычно большая часть вычислений производится в быстродействующем процессоре, а на мини-ЦВМ с ее периферийным оборудованием возлагается задача обеспечения ввода—вывода всевозможных сигналов. В данном разделе рассматривается с точки зрения возможностей ввода—вывода лабораторная   система,   основанная   на   мини-ЦВМ.

На фиг. 11.16 представлена блок-схема вычислительного комплекса отдела акустики фирмы Bell Laboratories, скомпонованного на базе мини-ЦВМ типа Honeywell . Эта вычислительная машина выполнена на интегральных схемах, имеет цикл обращения к памяти 0,96 мкс и оперирует с 16-разрядными словами. Объем ее оперативной памяти на магнитных сердечниках равен . Имеются аппаратурные средства для умножения и деления, мультиплексный канал управления (МК) с 16 подканалами передачи данных (с быстродействием по 0,25 МГц), а также канал прямого доступа к памяти (КПДП) с пропускной способностью до 1 МГц. Математическое обеспечение машины включает транслятор с языка ФОРТРАН IV, Ассемблер (автокод), библиотеку стандартных программ, вводимую извне перемещаемую программу-загрузчик и различные вспомогательные программы типа программы отладки.

Фиг. 11.16. Вычислительная  система   для   цифровой   обработки  сигналов.

Опыт показал, что при использовании мини-ЦВМ весьма желательно дополнить ее базовый комплект различными периферийными устройствами. В рассматриваемой системе к мини-ЦВМ подключены:

1. Два диска емкостью по  слов с фиксированными головками, временем доступа не более 33 мс и частотой обмена ~180 тыс. слов/с.

2. Четыре независимых канала преобразования цифровых сигналов в аналоговые с программным изменением частоты синхронизации в пределах от 0 до 180 кГц.

3.  15-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с частотой дискретизации 180 кГц и 40-канальный коммутатор с предельной частотой 100 кГц.

4.  Устройство отображения с шаговой разверткой, управляемое с диска. Оно оказалось почти незаменимым при визуальном исследовании колебаний, спектров и т. д.

5.  Устройство ввода с перфокарт и выдачи на перфокарты (для исправления программ вне ЦВМ) с быстродействием 300   карт/мин.

6.  Печатающее устройство для распечатки результатов и отладочного материала.

7.  Накопитель на магнитной ленте для хранения больших программ и массивов чисел.

8.  Устройство считывания с перфолент для ввода программ, поставляемых  изготовителем  машины.

Операционная система — дисковая; она хранится на диске в защищенной от записи зоне объемом 48K слов. Резидентная программа-загрузчик объемом в 15 слов, прошитая на магнитных сердечниках, обеспечивает удобный доступ к программам, хранящимся на диске. Весьма сложная система графического отображения позволяет использовать кинескоп с шаговой разверткой для отображения текста, колебаний и различной графической информации. Графические изображения результатов на бумаге могут быть получены через центральный процессор после предварительного вывода данных из оперативной памяти на магнитную ленту.

Как уже отмечалось, для эффективного использования быстродействующего процессора (подобного описанным в данной главе) необходимо иметь хорошую систему ввода—вывода, обеспечивающую отладку и работу с программами. В этом отношении разнообразные периферийные устройства, перечисленные выше, оказались весьма полезными.

ЛИТЕРАТУРА

1. Gold В., Lebow I. L., McHugh P. G., Rader С. М., The FDP, A Fast Programmable   Signal   Processor,   IEEE   Trans,   on   Computers,   C-20,   33 — 38

(Jan. 1971).

2. Horn buckle G. D., Ancona K. I., The LX-i Microprocessor and its Application to Real-Time Signal Processing, IEEE Trans, on Computers (Aug. 1970).

3. Gschwind H. W., Design of Digital Computers, Springer-Verlag, Austria,

1967, pp. 235-243.

4. Blankenship P., Gold В., McHugh P., Weinstein C. J., Design Study of the Advanced Signal Processor, Lincoln Lab. Tech. Note, 1972-17, 1972.