Motorola 56000 - Motorola 56000

Motorola XSP56001

Der Motorola DSP56000 (auch bekannt als 56K ) ist eine Familie von digitalen Signalprozessor- Chips (DSP), die von Motorola Semiconductor (später bekannt als Freescale Semiconductor , jetzt von NXP übernommen ) ab 1986 hergestellt werden und immer noch in fortgeschritteneren Modellen in den 2010er Jahre. Die 56k-Serie war eine Zeit lang in einer Reihe von Computern sehr beliebt, darunter die Workstations NeXT , Atari Falcon030 und SGI Indigo, die alle die 56001 verwendeten. Aktualisierte 56k-Versionen werden auch heute noch in Audiogeräten, Radargeräten und Kommunikationsgeräten (wie Mobiltelefonen ) verwendet. und verschiedene andere eingebettete DSP-Anwendungen. Der 56000 wurde auch als Basis für den aktualisierten 96000 verwendet , der kommerziell nicht erfolgreich war.

Technische Beschreibung

Sterben von Motorola DSP56001.

Die DSP56000 Verwendungen Festkommaarithmetik , mit 24- Bit - Programm Wörter und 24-Bit - Datenwörter. Es enthält zwei 24-Bit- Register , die auch als einzelnes 48-Bit-Register bezeichnet werden können. Es enthält auch zwei 56-Bit- Akkumulatoren , jeder mit einer 8-Bit-"Erweiterung" (auch bekannt als Headroom); ansonsten sind die Akkumulatoren den anderen 24/48-Bit-Registern ähnlich. Als Prozessor mit modifizierter Harvard-Architektur verfügt der 56k über drei Speicherplätze + Busse (und On-Chip-Speicherbänke in einigen der Modelle): einen Programmspeicherplatz/Bus und zwei Datenspeicherplätze/Bus.

Als grundlegende Wortlänge wurden 24 Bit gewählt, da dies dem System einen vernünftigen Zahlenbereich und eine angemessene Präzision für die Verarbeitung von Audio (Ton) verlieh, dem Hauptanliegen der 56000. 24 Bit entsprechen einem großen Dynamikbereich von 144 dB , ausreichend in den 1980er Jahren, als Analog-Digital-Umsetzer (ADCs) und Digital-Analog-Umsetzer (DACs) selten 20 Bit überschritten. Ein Beispiel sind ADSL- Anwendungen, bei denen Filter typischerweise 20 Bit Genauigkeit erfordern. Die vier Bits ganz links werden als ausreichend Spielraum für Berechnungen angesehen.

Der Prozessor ist in der Lage, 16,5 Millionen Instruktionen pro Sekunde (MIPS) bei der maximal angegebenen Taktfrequenz von 33 MHz auszuführen . , und hat Hardware-Unterstützung für Block- Gleitkomma- FFT . Es verwendet 5 V TTL- Pegel und verbraucht ca. 0,4 W.

Anwendungen und Varianten

Sterben von Motorola DSP56002.
Motherboard des NeXTcube von 1990 mit einem Motorola 68040 (25 MHz) und einem digitalen Signalprozessor Motorola 56001 mit 25 MHz, der über eine Schnittstelle direkt ansprechbar war.

In den meisten Ausführungen widmet sich der 56000 einer einzigen Aufgabe, da die digitale Signalverarbeitung mit spezieller Hardware meist in Echtzeit erfolgt und keine Unterbrechungen zulässt . Für etwas weniger anspruchsvolle Aufgaben, die nicht zeitkritisch sind oder eher vom einfachen "Wenn-Dann"-Typ sind, verwenden Designer normalerweise eine separate CPU oder MCU .

Der 56000 kann eine komplexe 1024-Punkte- Fast-Fourier-Transformation (FFT) in 59.898 Takten ausführen, die 1,8 ms bei 33 MHz dauert , oder eine Rate von etwas mehr als 555 Operationen pro Sekunde, was sowohl die Echtzeit-Decodierung als auch die Codierung von/zu einigermaßen fortgeschrittenem Audio ermöglicht Codecs wie MP3 für Direct-to-Disc-Aufnahmezwecke.

Das Hinzufügen von SIMD- Befehlen zu den meisten Desktop-Computer- CPUs hat dazu geführt, dass dedizierte DSP-Chips wie der 56000 teilweise aus einigen Anwendungsbereichen zurückgetreten sind, aber sie werden weiterhin in großem Umfang in der Kommunikation und anderen professionellen Anwendungen verwendet. Zu diesem Zweck fügte die 56800- Serie eine komplette MCU hinzu , die eine Single-Chip-"DSP-Controller"-Lösung schuf, während das Gegenteil beim 68456 geschah - ein 68000 mit einem 56000 darauf.

Ein noch immer weit verbreitetes Modell des 56000 ist die in den 2000er Jahren entwickelte 563xx- Familie der dritten Generation , die mehrere Modelle umfasst, beginnend mit dem 56301, der mehrere Modelle mit speziellen Anwendungen mit integrierter Hard- und Firmware wie PCI- Schnittstellenlogik, CRC- Prozessoren bietet oder Audio- Kompander . Die Kerntaktfrequenzen reichen bis zu 250 MHz .

Verweise

Externe Links