Реализация алгоритмов ЦОС на основе специализированных БИС

Существует целый ряд устройств и алгоритмов, которые практически являются стандартными, и в больших количествах повторяются от разработки к разработке. Примером таких устройств могут служить узлы массовых коммуникационных средств, микросхемы сложных интерфейсов (PCI, PCMCI и т.д.), компоненты систем мультимедиа и видеообработки для массовых компьютеров и т.п. К сожалению, эти БИС обладают рядом недостатков, сдерживающих их применение в разработках российского производителя. Рассмотрим их подробнее

Во-первых, в России практически полностью отсутствует собственное производство и разработка массовых высокотехнологичных средств связи и компонентов вычислительной техники (отдельные попытки производить на мощностях ряда предприятий модули памяти высоким полетом технологии не отличаются). В этой связи приобрести подобные БИС для апробации практически невозможно. Вспоминается попытка приобрести в Москве комплект контроллеров интерфейса PCMCI. Несмотря на большое разнообразие заявленных в каталогах изделий различных производителей, реально заказать (о поставке со склада и мечтать было нечего!) партию для отработки так и не удалось. Приобрести же специализированный Фурье-процессор или фильтр представляется и вовсе нереальной задачей.

Во-вторых, адаптация стандартных компонентов для обработки сигналов под специализированную задачу требует применения дополнительных схем сопряжения, обвязки, зачастую нестандартных и вновь разрабатываемых, что практически сводит на нет все преимущества специализированных БИС. Изготовление же БИС по заказу практически невозможно из-за высокой стоимости. Широко рекламируемые предприятиями Зеленограда БМК (в частности Исполин 60Т) по своим характеристикам отстают от зарубежных аналогов (или прототипов?..) примерно на пять – десять лет.

В этой связи достаточно интересными и перспективными к применению в российских условиях представляются БИС, реализующие, с одной стороны, некоторые стандартные протоколы передачи данных, с другой стороны обладающие достаточной гибкостью и совместимостью на уровне программ со стандартными управляющими или сигнальными процессорами. Подобные БИС производят такие компании как Giga, Mitel, Teltone, Motorola, Siemens, Plessey, Zilog, Harris и ряд других (особенно японских и корейских) компаний. Некоторые из них имеют дилеров или дистрибьюторов в России. Так, фирма Zilog предлагает довольно широкую номенклатуру БИС для реализации систем передачи и обработки данных, обладающих, с одной стороны, поддержкой специфических функций, характерных для коммуникационных задач, с другой стороны, совместимых по программному коду и интерфейсу со стандартными аппаратными средствами. Данная программа создания БИС получила название Zilog superintegration TM , и в ее рамках разработаны следующие кристаллы:

- Z89C25 на 80% совместим по кодам с процессором TMS320C25, содержит ряд дополнительных инструкций для обеспечения функционирования дополнительных устройств, имеет 32 разрядные АЛУ и аккумулятор, 16 разрядный перемножитель. На этом же кристалле интегрированы полудуплексный кодек, контроллер протокола V.24, таймеры.

- Z01701 помимо ядра цифрового сигнального процессора содержит контроллеры протоколов V.17, V.29, V.27, V.21, совместим со спецификациями Т.30 и Т.4, имеет интегрированные фильтры.

- Z80382 обеспечивает поддержку шины PCMCI, интерфейсов GCI, Plug-and-play, асинхронного последовательного адаптера, имеет встроенное процессорное ядро.

Кроме вышеупомянутых БИС, Zilog выпускает достаточно широкую номенклатуру БИС контроллеров разнообразной периферии со встроенным процессорным ядром. Применение подобных кристаллов в разработках экспериментальных, мелко- и среднесерийных устройств позволит достигнуть высокого эффекта за приемлемую цену. По крайней мере, не придется заниматься изобретением велосипеда в части реализации стандартных протоколов и взаимодействия с собственным ядром обработки сигналов.

Другой класс специализированных БИС, заслуживающий внимания разработчиков – БИС для реализации специфических алгоритмов, такие как нейрочипы, процессоры для распределенных вычислений, обработки радиолокационной информации и другие. Несмотря на то, что их производство и применение находятся в зачаточном состоянии, многие современные алгоритмы реализовать другим путем практически невозможно.

Таким образом, применение специализированных БИС в современных российских условиях, к сожалению, почти не распространено и ограничивается в основном реализацией протоколов передачи данных.