DSP: Digitale signalprosessorer (del 1)

[codename_p]

Man kan få inntrykk av at i86 er den eneste dominerende mikroprosessortypen, men det er ikke tilfelle. Denne artikkelserien tar for seg en mye brukt, men mindre synlig prosessortype: den digitale signalprosessoren.

Les mer

[inlimbo]

odde tall som 20, 56, 72 og 96 bit"

 

Trudde det var partall eg.... så då er altså 2 eit oddetall og 1 partall ?

[Thorsen]

Er vel oddetall i den betydning at de ikke går opp i ^2.

 

2^0=1

2^1=2

2^2=4

2^3=8

2^4=16

2^5=32

2^6=64

2^7=128

2^8=256

 

Kjente tall innenfor pc-verdenen dette

[kommers]

Jeg ser fram til de kommende artiklene i serien. Jeg håper de får mer kjøtt på beina. Dere skal ha ros for egenprodusert stoff med faglig innhold.

 

Odde:

[...]

III odde a3 om tall: som ikke kan deles med 2 uten rest, ulike o- og like tall / utvidet bruk: som stikker seg ut, uvanlig, spesiell han omgås en del o- typer [min utheving, kommers]

Endret 4. januar 2007 av kommers

[Codename_Paragon]

Joda, jeg brukte "odde tall" i betydningen uvanlige i denne sammenhengen, i motsetning til "oddetall". Her gir orddeling en helt annen betydning.

 

Og det blir mer kjøtt på bena etterhvert, dette var bare en oversikt for å overtale leserne til å følge med på hele serien. Nå som cell-prosessoren er i handelen, er temaet igjen blitt mer aktuelt.

[johanf]

Jeg er ganske overrasket over at skoleungdom (og kanskje eldre?) ikke vet hva oddetall og partall er, og tilogmed ikke vet forskjellen på "oddetall" og "odde tall".

 

Skremmende.

 

Men OT: Bra artikkel, sikkert. Like imponerende hver gang noen kan skrive eller fortelle så i detalj om noe så tørt (for meg) stoff. Det krever gode kunnskaper og interesse for faget!

[nuxofa]

Finnes det ingen grenser for hvor mange språklige friheter man kan ta seg på nettet?

 

Eksempel:

 

Ordet 'arbeidserfaring' finnes ikke i Bokmålsordboka. Bruk Yrkeserfaring ;-)

 

Utøket? - Ordet 'utøket' finnes ikke i Bokmålsordboka.

 

"Superdatamaskiner slik som f.eks. Cray-maskinene var kjent som potente tallknusere, men samtidig ble man fortalt at de var helt uegnet til alminnelige oppgaver som tekstbehandlig, regneark med mer." - Kommaregler og setningsbygging lærte vi på barneskolen, men du startet kanskje direkte på universitetet?

 

"DSP and CPU" ? - Har du stjålet artikkelen fra en engelsk kilde?

 

"Før en går videre med å beskrive detaljene rundt hva som gjør en prosessor til en DSP, må en være klar over at DSP tidvis brukes både om selve prosesseringskjernen ("core") såvel som for den komplette innkapslede pakken med RAM, ROM, IO, omformere for analog-til-digital og digital-til-analog, grensesnitt for nettverk og annen kommunikasjon, spesialiserte akselleratorer med mye mer." - "EN" ... Skriver du en artikkel om hvordan leseren kan gå fram for å skrive en artikkel om DSPer?

 

Ellers synes jeg kanskje del 1 burde inneholde mer enn bare en lett introduksjon. Jeg føler meg snytt etter å ha lest del 1 da jeg sitter igjen med like lite kunnskap om DSP prosessorer som før jeg begynte å lese.

 

Personlig mener jeg vi burde kunne stille høyere krav til våre "forskere".

[Thorsen]

Litt for langt til å quote alt

7647356[/snapback]

 

Vi ønsker å holde et faglig høyt nivå på HWB.nos forum generelt.

 

Dermed er det helt normalt at man bruker fagutrykk uten å forklare dem nærmere. Denne teksten er ment for lesere som enten vet hva de betyr, eller som uten nevneverdige problemer kan finne det ut.

 

Arbeidserfaring er et mye brukt ord og at du ikke finner det i en ordliste betyr ikke at du ikke kan bruke det. Ingen lesere bør ha problemer med å forstå hva du mener med det.

 

Utøket derimot er vel ikke så mye brukt.

 

Og norskbruken din er ikke perfekt den heller nuxofa.

[nuxofa]

Dermed er det helt normalt at man bruker fagutrykk uten å forklare dem nærmere. Denne teksten er ment for lesere som enten vet hva de betyr, eller som uten nevneverdige problemer kan finne det ut.

 

Klart... Har ingen problemer med det.

Det jeg har problemer med er forfattere som uttrykker seg så dårlig at setningsbygningen blir et hinder leseren.

 

Arbeidserfaring er et mye brukt ord og at du ikke finner det i en ordliste betyr ikke at du ikke kan bruke det. Ingen lesere bør ha problemer med å forstå hva du mener med det.

 

Jeg tør påstå at bokmålsordboka som er utgitt av Institutt for lingvistiske og nordiske studier (ILN) ved Universitetet i Oslo i samarbeid med Norsk språkråd burde kunne regnes som en fasit i denne situasjonen.

 

Og norskbruken din er ikke perfekt den heller nuxofa.

 

Om den ikke er perfekt, skriver jeg ikke artikler for en "nettavis". Listen burde ligge mye høyere hos "journalister".

 

Setningsbygning burde ikke være det som gjør en så teknisk artikkel vanskelig å lese.

Endret 5. januar 2007 av nuxofa

[Demogorgon]

Arbeidserfaring er et mye brukt ord og at du ikke finner det i en ordliste betyr ikke at du ikke kan bruke det. Ingen lesere bør ha problemer med å forstå hva du mener med det.

 

Jeg tør påstå at bokmålsordboka som er utgitt av Institutt for lingvistiske og nordiske studier (ILN) ved Universitetet i Oslo i samarbeid med Norsk språkråd burde kunne regnes som en fasit i denne situasjonen.

 

Uenig. Det norske språk er fortreffelig på den måten at det tillater en å sette sammen ord for å skape nye. om en kombinasjon ikke finnes i ordboken gjør det ikke ordet mindre legitimt. venligst slutt å jokk på detaljene, det ødelegger for diskusjoner relevant for artikelen.

 

Og norskbruken din er ikke perfekt den heller nuxofa.

 

Om den ikke er perfekt, skriver jeg ikke artikler for en "nettavis". Listen burde ligge mye høyere hos "journalister".

 

Setningsbygning burde ikke være det som gjør en så teknisk artikkel vanskelig å lese.

7649217[/snapback]

 

Tør jeg gjette er vedkommende ingeniør, ikke journalist.

om dine krav ligger over hva HWB.no kan by på så får du vel bare finne deg en annen side som tilbyr bedre?

 

ontopic:

fin innføring, gleder meg til senere artikler på emnet, DSP er et vanvittig kraftig verktøy for så mangt. Vil ha stor glede av å lære mer om det

[Codename_Paragon]

Finnes det ingen grenser for hvor mange språklige friheter man kan ta seg på nettet?

Jeg ønsker å bruke språket korrekt, men er ikke ufeilbarlig.

Eksempel:

 

Ordet 'arbeidserfaring' finnes ikke i Bokmålsordboka. Bruk Yrkeserfaring ;-)

Snodig. Forøvrig er arbeidserfaring og yrkeserfaring forskjellig, og jeg har gjort mye arbeide utenom mitt yrke og mye uten å bli betalt.

Utøket?  - Ordet 'utøket' finnes ikke i Bokmålsordboka.

Denne overrasket meg, for jeg har hørt ordet brukt ofte. Et søk på Google viser link til artikkelen, så jeg omgås kanskje folk med uvanlig språkbruk. Alternativt er jeg utropt av Google til ekspert på "utøket".

"Superdatamaskiner slik som f.eks. Cray-maskinene var kjent som potente tallknusere, men samtidig ble man fortalt at de var helt uegnet til alminnelige oppgaver som tekstbehandlig, regneark med mer." - Kommaregler og setningsbygging lærte vi på barneskolen, men du startet kanskje direkte på universitetet?

Jeg har ingenting mot å sette ting på spissen, men tror ikke det er nødvenig å falle helt av heller. Er meningen bak ordene uklare?

"DSP and CPU" ? - Har du stjålet artikkelen fra en engelsk kilde?

Her, derimot, kommer vi til en alvorlig beskyldning.

 

Artikkelen er skrevet av meg, basert bl.a. på min erfaring med programmering og design av DSP-systemer. Hvordan jeg har kommet til å skrive "and" istedet for "og" vet jeg ikke, men jeg kan garantere deg at artikkelen er ikke stjålet fra andre kilder, uansett språk.

"Før en går videre med å beskrive detaljene rundt hva som gjør en prosessor til en DSP, må en være klar over at DSP tidvis brukes både om selve prosesseringskjernen ("core") såvel som for den komplette innkapslede pakken med RAM, ROM, IO, omformere for analog-til-digital og digital-til-analog, grensesnitt for nettverk og annen kommunikasjon, spesialiserte akselleratorer med mye mer." - "EN" ...  Skriver du en artikkel om hvordan leseren kan gå fram for å skrive en artikkel om DSPer?

Nei. Det er ganske enkelt fordi jeg ikke er vant til å bruke "jeg", "meg" eller lignende ord i artikler. Da skriver jeg heller "man" eller "en".

Ellers synes jeg kanskje del 1 burde inneholde mer enn bare en lett introduksjon. Jeg føler meg snytt etter å ha lest del 1 da jeg sitter igjen med like lite kunnskap om DSP prosessorer som før jeg begynte å lese.

Jeg synes ikke det er lett å beregne sitt publikum, så jeg valgte en mellomstor innledning for denne serien for å vekke interessen. Tanken er at om en leser hele serien, skal en ha en overrsikt over emnet.

Personlig mener jeg vi burde kunne stille høyere krav til våre "forskere".

7647356[/snapback]

En skal alltid stille høye krav til forskere, uansett antall anførselstegn brukt.

[nuxofa]

Det er bra at du i alle fall tar kritikk på en god måte. Det er en god egenskap.

 

Det meste av min kritikk går på lange og tunge setninger. Dersom du forsøker å dele opp setningene slik at de blir under 60 tegn, burde alt gå meget bedre. Dersom du til og med jobber litt med kommaregler, vil dette bli riktig så bra ;-)

 

Yrke...

Arbeidsgiveren betaler deg for å utføre ditt yrke, men den ER ikke ditt yrke. Yrket er faget du er engasjert til å utføre, og jeg vil påstå at du heller burde bruke "yrkeserfaring" selv om du snakker om ubetalte jobber (i alle fall i denne sammenhengen). Missforstå meg dog ikke, jeg mener ikke at du skal føre opp ting du har gjort privat som yrkeserfaring på CVen.

 

Alle hermetegnene som ble benyttet skyldes at jeg er usikker på om det er korrekt å kalle HW for en avis, de som skriver i HW som journalister, og deg for forsker (no offence). At du har jobbet med forskning betyr ikke nødvendigvis at du er ansatt som forsker.

 

Beklager dersom du oppfattet hermetegnene som spydigheter, det var ikke min intensjon (selv om jeg i ettertid ser at det lett kan tolkes slik).

[ZiggyStardust]

Joda, jeg brukte "odde tall" i betydningen uvanlige i denne sammenhengen, i motsetning til "oddetall". Her gir orddeling en helt annen betydning.

 

Og det blir mer kjøtt på bena etterhvert, dette var bare en oversikt for å overtale leserne til å følge med på hele serien. Nå som cell-prosessoren er i handelen, er temaet igjen blitt mer aktuelt.

7643468[/snapback]

 

Dette kan lett misforstås og er i beste fall en merkelig måte å uttrykke seg skriftlig på norsk. 'Uregelmessige' eller 'uvanlige' er mer i tråd med bokmål.

 

Odde er det motsatte av par, eller ikke/mellom par. Det har faktisk samme betydning uavhengig av om du bruker det sammensatt eller med orddeling. Det har faktisk samme betydning uavhengig av om du føyer til ordet 'tall'. Det betyr akkurat det samme helt alene også.

 

Altså:

Odde -> oddetall -> odde tall

 

Det har også en annen betydning om man bruker det i sammenheng med sjøen. Da har ordet samme betydning som nes. Det betyr derimot ikke rar, uvanlig, uregelmessig eller synonymer av disse ordene.

 

Uregelmessige tall er forøvrig den mest beskrivende varianten i denne sammenhengen og du unngår da misforståelser.

 

P.S. Jeg har brukt Cappelens orbøker (eng-nor, nor-eng), Samlagets Nynorsk ordliste og http://www.ordliste.no/ordbok.html?search=odde&publications=23.

 

oddeI -n, -r (ytterste del av) nes

Etym.: gno. oddi; av odd

 

oddeII -n, -r person som i lek blir til overs når de andre har dannet par

Etym.: substantivering av odde III

 

oddeIII ub. adj.; ulike 2: odde og like tall

Etym.: gno. oddi

 

*redigering*

Det er forresten en fin artikkel som lærte meg en del nytt om digitale signalprossesorer selv om språket ikke er av det mest korrekte. Jeg ble litt satt ut av ordbruken din noen ganger og måtte lese flere setninger om igjen før jeg skjønte hva du mente. Stå på og skriv flere artikler. Øvelse gjør mester.

 

P.P.S Jeg har heller ikke funnet ordet 'utøket' forklart, men det finnes drøssevis med artikler hvor ordet blir brukt. Det er litt merkelig.

Endret 5. januar 2007 av ZiggyStardust

[Thorsen]

Jaja la oss nå ikke kjøre oss fast i ordboka

[ZiggyStardust]

Har jeg forstått artikkelen dersom jeg sier at DSP hovedsaklig blir brukt til forutbestemte oppgaver/prosesser uten inngripen fra brukeren?

[nuxofa]

ziggy:

DSPer er godt egnet til å jobbe med analog data i digital form.

 

Instruksjoner og registre er tilpasset beregning av kurver og frekvenser. TV kort og lydkort er som regel utstyrt mer DSPer for å kunne kode om audio og video i realtime.

 

Atari var lenge kjent for å benytte en DSP som koprosessor, og var derfor lenge en foretrukket maskin blandt musikere.

[Codename_Paragon]

Har jeg forstått artikkelen dersom jeg sier at DSP hovedsaklig blir brukt til forutbestemte oppgaver/prosesser uten inngripen fra brukeren?

7653291[/snapback]

Hovedsakelig ja. Innebygde systemer er sjeldent mulig å reprogrammere, og når det gjelder alminnelige mobiltelefoner så er det i produsentens interesse at det ikke skal være mulig.

 

Dette temaet er blitt mer aktuelt med DAB-debatten, der det er snakk om en ny standard der en bruker samme modulasjonstype og frekvensbånd, men bruker en annen lydkomprimering (kodek). Nå er det solgt endel DAB-radioer, og eierne vil bli mer enn bare skuffet om komprimeringsalgoritmen endres slik at deres gamle DAB-radioer blir ubrukelige. Hadde disse vært reprogrammerbare, hadde saken vært langt mindre betent.

 

Endel DSP-systemer har vært reprogrammerbare, jeg ser at Atari er nevnt under. I tillegg hadde NeXTcube en reprogrammerbar Motorola 56001 DSP. Noen lydkort brukte også reprogrammerbare DSP-er, bl.a. endel fra Turtle Beach med DSP fra 56000-serien.

 

Selv har jeg programmert en DSP fra oppfølgerserien 56300, som nok blir den jeg bruker i eksemplene som kommer i artiklene utover.

 

Ellers ser jeg at mine ordvalg vekker oppsikt. Jeg har i mange år arbeidet med godt voksne folk, i bedrifter der gjennomsnittsalderen har vært godt over 50, så jeg regner med dette har påvirket meg mer enn jeg har tenkt meg. Språk interesserer meg, så jeg tar ikke disse tangentene ille opp. Når det gjelder "odde", trodde jeg det kom av "oddr" som betyr våpenspiss (norrønt) og at "odde" også betydde ting som stikker seg ut i overført betydning.

[knutinh]

Har jeg forstått artikkelen dersom jeg sier at DSP hovedsaklig blir brukt til forutbestemte oppgaver/prosesser uten inngripen fra brukeren?

7653291[/snapback]

Hovedsakelig ja. Innebygde systemer er sjeldent mulig å reprogrammere, og når det gjelder alminnelige mobiltelefoner så er det i produsentens interesse at det ikke skal være mulig.

 

Dette temaet er blitt mer aktuelt med DAB-debatten, der det er snakk om en ny standard der en bruker samme modulasjonstype og frekvensbånd, men bruker en annen lydkomprimering (kodek). Nå er det solgt endel DAB-radioer, og eierne vil bli mer enn bare skuffet om komprimeringsalgoritmen endres slik at deres gamle DAB-radioer blir ubrukelige. Hadde disse vært reprogrammerbare, hadde saken vært langt mindre betent.

 

Endel DSP-systemer har vært reprogrammerbare, jeg ser at Atari er nevnt under. I tillegg hadde NeXTcube en reprogrammerbar Motorola 56001 DSP. Noen lydkort brukte også reprogrammerbare DSP-er, bl.a. endel fra Turtle Beach med DSP fra 56000-serien.

 

Selv har jeg programmert en DSP fra oppfølgerserien 56300, som nok blir den jeg bruker i eksemplene som kommer i artiklene utover.

 

Ellers ser jeg at mine ordvalg vekker oppsikt. Jeg har i mange år arbeidet med godt voksne folk, i bedrifter der gjennomsnittsalderen har vært godt over 50, så jeg regner med dette har påvirket meg mer enn jeg har tenkt meg. Språk interesserer meg, så jeg tar ikke disse tangentene ille opp. Når det gjelder "odde", trodde jeg det kom av "oddr" som betyr våpenspiss (norrønt) og at "odde" også betydde ting som stikker seg ut i overført betydning.

7656578[/snapback]

Bildet blir kanskje mer komplett dersom man lister opp alternativene:

• ASIC eller Application Specific Integrated Circuit er en generell samling av transistorer som er presset ut av en fabrikk til å utføre en spesifikk funksjon.
  
• FPGA er en annen type krets hvor transistorene til en viss grad kan rekonfigurere signalveien slik at du kan "omprogrammere" chippen til helt nye funksjoner på hardware-nivå.
  
• CPU-er og DSP-er er ASIC-er som er utformet svært generelt slik at man kan "kjøre" software på disse som kan brukes til mange slags oppgaver.
  

ASIC

Ut fra dette er det tydelig at en ASIC-krets har en fast funksjon som ikke kan endres. Hvis denne funksjonen f.eks er å dekode DAB mp2 lyd veldig effektivt så kan den sannsynligvis gjøre dette til mindre pris, med mindre varme/batteriforbruk og på mindre areal enn noe annet. Til gjengjeld så er det umulig å endre funksjonen til å dekode mp3 eller AAC, eller for å fjerne en liten bug. Å designe en ny ASIC krever nitid arbeid på fysisk nivå, og når man leverer fra seg "oppskriften" til en fabrikk så koster det store summer i start-kostnad. Stakkars den som har gjort en feil slik at produksjonsserien da må forkastes.

 

CPU/DSP

En CPU eller DSP bruker sannsynligvis mer batteri/effekt, lager mer varme, koster mer etc. Til gjengjeld så er den mer generell. I stedetfor å ha en ASIC-krets til å gjøre lyd-prosessering, en til å gjøre radio-prosessering, en til å gjøre video-dekoding etc, så kan man klare seg med en enkelt DSP eller CPU i en mobil-telefon, gitt at den er kraftig nok. I tillegg så kan man bruke software-programmerere for å lage funksjonalitet i stedetfor transistor-designere. Tiden det tar fra man får en ide til produktet blir klart reduseres kraftig, og man kan enklere oppdatere funksjonaliteten ved å sende ut en programkode.

 

FPGA

En FPGA ligger på en måte i mellom disse to ytterpunktene. Man kan endre den fysiske layouten ute i felten, men det er noe mer omstendelig enn å bytte kode på en cpu/dsp. Samtidig er oppstartskostnaden betydelig lavere enn for ren ASIC produksjon. Man kan implementere en generell cpu/mikrokontroller på en FPGA, men man taper mye areal/pris/effekt på å ha den generelle konfigurerbare arkitekturen som mellomlag. Samtidig kan man optimalisere på et helt annet nivå enn det man gjør i en ren software-optimalisering. Man kan f.eks lage en mellomting mellom en CPU og en DSP eller legge inn 100 multiplikatorer i parallell (hvis det er plass).

 

 

Om forskjellen mellom CPU og DSP

Hovedbestanddelene i en mikroprosessor/CPU og en DSP er mye av det samme og ligner mye på hva man finner i en mikrokontroller. Forskjellene går gjerne på hvilket bruksområde man typisk ser, prisklasse, effektbehov.

 

En Intel x86 mikroprosessor benyttes i PC-er og servere og har ofte Energi-forbruk på rundt 100 Watt. Det sier seg selv at dette forutsetter endel kjøling og en kraftig strømforsyning, neppe noe man vil se i en mobiltelefon.

 

Samtidig er den velegnet til å kjøre GUI, Microsoft Office, server-applikasjoner etc. Generelle programmer som inneholder mange komplekse avgjørelser slik at det lønner seg med en veldig kompleks krets som tar inn en serie instruksjoner og først stokker om på disse på en måte som lar den utnytte hardwaren best mulig. En konsekvens av dette er at cpu-en tar seg av veldig mye av jobben for operativsystemet og programmereren. En annen konsekvens er at en stor del av arealet på cpu-en er tatt opp av logikk som bare har til hensikt å gjøre nettopp dette.

 

En typisk DSP har et helt forskjellig bruksområde. Typisk står den i en mobiltelefon, en tv eller en radar-stasjon. Den utfører et mye snevrere sett oppgaver, og oppgavene har enkelte felles-trekk:

"Koden" er veldig strukturert. Man henter inn et element, utfører operasjoner, og lagrer det så. Dette gjør man imidlertid veldig mange ganger i sekundet, og det er mulig å forutse hva man kommer til å gjøre 5 eller 50 klokkesykler fram i tid. Altså har det liten hensikt å bruke så mye areal på prediksjon og optimalisering av kode. I stedet putter man inn veldig mye regne-ressurser og båndbredde, og lar programmereren ta seg av optimalisering.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_signal_processor

http://en.wikipedia.org/wiki/Microprocessor

http://en.wikipedia.org/wiki/Microcontroller

 

-k

Endret 2. mars 2007 av knutinh

[Codename_Paragon]

Jeg kikket på Wikipediaartikkelen om DSP, men kom til at den inneholdt for mye som er uklart, misvisende eller direkte feil til at jeg ville ta den med. I korthet:

 

Designed for real-time processing: Strengt tatt er det hard real-time.

Optimum performance with streaming data: Jeg synes det blir for utydelig, jeg vil snarere si det er for langre serier data som er i minne, mens direkte prosessering fra DMA er noe jeg ikke er kjent med er vanlig. Da vil jeg heller ha valgt en FPGA-løsning.

Separate program and data memories (Harvard architecture): Ofte men ikke alltid. Som del 2 viste er super Harvard også mye brukt. Varianter som 4stack har faktisk 4 busser.

Special Instructions for SIMD (Single Instruction, Multiple Data) operations: Nei, dette er ikke et typisk trekk, men noe en finner i nyere DSP-kjerner.

No hardware support for multitasking: Snodig påstand. Det vil sikkert forbløffe de som portet Linux til Blackfin med mer, for ikke å nevne alle de som laget interruptdrevne systemer. Jeg tipper de mener ingen støtte for MMU, men dette er noe som kommer i nyere generasjoner, f.eks. i samme tidsepoke som de med SIMD.

The ability to act as a direct memory access device if in a host environment: Her blander en DSP-system med DSP-kjerne.

 

Floating-point unit integrated directly into the data-path: Ren floatingpoint er bare en av mange løsninger, det er også mange løsninger basert på integer og ikke minst fixed point / fractional.

 

Instructions to increase parallelism: SIMD, VLIW, superscalar architecture: Også dette er å generalisere for mye.