Количество миллионов операций за секунду MOPS (Millions operations per second). Эта характеристика более однозначно, по сравнению с другими, характеризует быстродействие, т. к. учитывает выполнение параллельных команд и одновременную работу нескольких операционных модулей. Однако нет стандартного определения операции. Иногда к выполняемым операциям относят и выборки команд, и запись в память полученных результатов.
Количество миллионов операций с плавающей точкой за секунду VFLOPS (Millions of floating-point operations per second). Эта характеристика используется в процессорах с плавающей точкой. К ней относится все сказанное относительно MOPS.
Количество операций MAC в единицу времени. Возможный путь определения производительности состоит в выборе единой простой операции для целей сравнения. Для прикладных программ ЦОС естественным является выбор операции умножения-накопления MAC, которая является основной для алгоритмов ЦОС.
Объем и разновидности внутренней памяти (ROM, OTP ROM, RAM, Flash, кэш). Эти характеристики определяют многие параметры и возможности разрабатываемой системы. Наличие памяти типа ROM (ПЗУ, программируемого при изготовлении процессора) позволяет заказывать ЦПОС с записанной программой работы системы. Такой вариант использования ЦПОС экономически оправдан при крупносерийном производстве. Память типа OTP ROM (One time programmable ROM, однократно программируемое ПЗУ) позволяет моделировать и тестировать систему при отработке программного обеспечения, а также изготавливать единичные и мелкосерийные образцы. Память типа Flash позволяет неоднократно перезаписывать программу и данные в процессоре, в том числе и на рабочем месте, т. е. Непосредственно на изготовленной плате системы. Объем и разновидности памяти типа RAM определяют возможности построения системы без использования внешней памяти, как для хранения данных, так и загружаемой программы.
Объем адресного пространства памяти определяется разрядностью шины адреса и характеризует возможный общий объем памяти, используемой в системе.
Количество и разновидности портов последовательного ввода информации определяют возможности системы с точки зрения связи с различными внешними устройствами.
Внутренние периферийные устройства. Используемые в ЦПОС периферийные устройства можно условно разделить на устройства общего применения (типа таймеров) и проблемно-ориентированные устройства (кодеки, компрессоры, сопроцессоры и т. д.). Последние облегчают построение специализированных цифровых систем.
Наличие и количество каналов DMA (Direct Memory Access). Прямой доступ к памяти позволяет общаться с внешними устройствами, в том числе записывать отсчеты входного сигнала (выводить полученные отсчеты выходного сигнала) без использования ресурсов и затрат времени ЦПОС. Это очень эффективная особенность, облегчающая построение высокопроизводительных систем.
Напряжение питания и потребляемый ток. Характеристики процессора, особенно важные при построении переносимых систем с батарейным питанием. С этими характеристиками связан такой показатель, как потребляемая мощность. Следует отметить, что потребляемая мощность существенно зависит от выполняемой программы и как правило, не приводится.
Многие производители предлагают низковольтовые (3,2 В, 2,5 В или 1,8 В) версии процессоров, которые потребляют гораздо меньше мощности, чем пятивольтовые эквиваленты при той же производительности.
Процессор может работать в различных режимах, в том числе в режиме ожидания (Idle), при нахождении в котором ряд внутренних модулей отключается и не потребляет энергии. Поэтому потребляемый ток иногда приводят для различных режимов работы.
Многие современные процессоры с пониженным напряжением питания используют различное напряжение для ядра процессора и периферийных устройств. Некоторые ЦПОС позволяют программно отключать неиспользуемые периферийные устройства.
Комбинированные относительные показатели типа «мощность-ток-быстродействие». Естественным свойством любых электронных устройств, в том числе и ЦПОС, является повышение потребления мощности при увеличении быстродействия. Поэтому многие фирмы в качестве показателя эффективности процессора используют удельные относительные показатели потребления энергии или тока, отнесенные к некоторой единице быстродействия, например показатель ma/MIPS. Иногда в такие удельные показатели включают и стоимость процессора.
Наличие различных средств и информационных ресурсов сопровождения разработки. Виды сопровождения разработки цифровой системы на конкретном процессоре могут быть самые разнообразные( наличие и состав пакетов программного обеспечения разработки, наличие и состав средств отладки систем, наличие и доступность документации, информационная поддержка, существование библиотек стандартных программ и математических функций, наличие совместимых с процессором устройств преобразования данных АЦП, ЦАП).
Выбор процессора для конкретной разработки целиком определяется назначением разрабатываемой системы.
В процессе поиска микропроцессоров были найдены следующие виды ЦПОС, представленные в таблице 1.3.2.1
Таблица 1.3.2.1
| Тип ЦПОС | Фирма изготовитель | Время командного цикла, нс | Представление чисел, разрядность | Внешняя память | Технология | Потребляемая мощность, Вт |
| ADSP2102 | Analog Device | 80 | ФЗ, 16 бит | 16К*16 | КМОП | 1 |
| DSP32C | AT&T ME | 80 | ПЗ, 24 бит | 16М*8 | КМОП | 1,9 |
| HD61810 | Hitachi | 250 | ПЗ, 16 бит | 64К | КМОП | 0,25 |
| DSP56001 | Motorola | 97,5 | ПЗ, 24 бит | 128К*24 | КМОП | 0,45 |
| PD77C20 | NEC | 250 | ФЗ, 16 бит | - | КМОП | - |
| TMS32010 | Texas Instruments | 200 | ФЗ, 16 бит | 4К*16 | КМОП | 1 |
| TMS320C31 | Texas Instruments | 50 | ПЗ, 32 бит | 16М | КМОП | 0,85 |
Из данной таблицы следует, что наиболее предпочтительным для использования является процессор TMS320C31, поскольку он обладает достаточно высоким быстродействием, относительно малой потребляемой мощностью, широким адресным пространством внешней памяти и удобной для программирования архитектурой с ПЗ и 32 разрядными данными. Кроме того, процессоры серии TMS320C3x хорошо известны, в том числе, на российском рынке. Учитывая огромный накопившийся для этого процессора объем программного обеспечения, разработчики фирмы Texas Instruments воспроизвели это семейство на современной технологии (0,18 мкм вместо 0,65мкм), существенно улучшив его качественные показатели и одновременно снизив цену [3].
Таким образом, выбираю микропроцессор TMS320C31.
1.3.3 Выбор ПЗУ и ОЗУ
По функциональному назначению и областям применения запоминающие устройства (ЗУ) подразделяются на оперативные с произвольной выборкой информации (ОЗУ), применяющиеся, например, в основной памяти вычислительных машин, и постоянные ЗУ с программированием на стадии изготовления (ПЗУ) или пользователем (ППЗУ), предназначенные для хранения программ или для блоков микропрограммного управления вычислительных машин, генераторов символов, таблиц. Разновидностью ППЗУ являются ЗУ с перепрограммированием - так называемые репрограммируемые ЗУ (РПЗУ), применяемые для отладки программ, когда необходима многократная смена информации.
ОЗУ бывают статического и динамического типов. В динамических ЗУ информация хранится в виде электрического заряда на МОП-конденсаторе. Вследствие утечки накопленного заряда требуется его регенерация. Необходимость использования дополнительных схем регенерации и иногда трех источников питания с различным напряжением является недостатком схем данного типа. Однако благодаря большей степени интеграции и низкой стоимости ЗУ этого класса широко применяются в основной памяти вычислительных машин, в периферийных и буферных устройствах .
В отличие от ОЗУ динамического типа в запоминающей ячейке статических ОЗУ используются потенциальные триггеры. Поэтому для этих ОЗУ в регенерации необходимости нет. Для их работы, как правило, необходим только один источник питания.
Основным параметром для выбора микросхемы ПЗУ и ОЗУ является объем ее памяти. Поскольку программа, по которой работает микропроцессор, имеет объем 28К байт, микросхема памяти ПЗУ должна быть объемом 256М бит. В настоящее время микросхемы ПЗУ и ОЗУ производит большое количество фирм (AMD, Atmel, Microchip и т.д), причем параметры у них примерно одинаковые. В нашей стране основным критерием выбора микросхем является цена и наличие в продаже данного вида микросхем. В ходе поисков были найдены следующие микросхему ПЗУ, представленные в таблице 1.3.3.1.
Таблица 1.3.3.1
| Название | Производитель | Объем |
| 27С512 | Microchip | 64Kx8 |
| M27C64A | STMicroelectronics | 8Kx8 |
| M27C516 | STMicroelectronics | 32Kx16 |
| AM27C4096 | AMD | 256Kx16 |
| AM27C256 | AMD | 32KX8 |
Поэтому в качестве ПЗУ выбираю микросхему AM27C256-200DC, которая имеет наиболее подходящие для проектируемой системы характеристики.
Поскольку микропроцессор TMS320C31 является 32 разрядным, для эффективной работа нужна микросхема ОЗУ с 32 разрядным словом данных. Поскольку статические ОЗУ стоят гораздо дороже динамических и, как правило, имеют небольшой объем памяти, для проектируемой системы целесообразно использовать ОЗУ динамического типа.