FI90708B - Menetelmä sekä järjestelmä digitaalisten signaalien siirtämiseksi digitaalisen signaaliprosessorin ja siihen liitettyjen oheispiirien välillä - Google Patents

Description

Menetelmä sekä järjestelmä digitaalisten signaalien siirtämi seksi digitaalisen signaaliprosessorin ja siihen liitettyjen oheispiirien välillä 1 90708 5

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä digitaalisten signaalien siirtämiseksi digitaalisen signaaliprosessorin eli DSP-piirin ja siihen liitettyjen oheispiirien välillä, jolloin oheispiiri lähettää signaaleja DSP-piirille tai vastaanottaa 10 signaaleja DSP-piiriltä viimeksi mainitun toimintanopeuteen verrattuna suhteellisen usein. Keksintö kohdistuu myös järjestelmään kyseisen menetelmän toteuttamiseksi.

Seuraavassa tullaan selostamaan keksintöä tapauksessa, jolloin 15 oheispiiri on A/D-muunnin tai vastaavasti D/A-muunnin, mutta on ymmärrettävää, että keksintöä voidaan soveltaa myös silloin, kun oheispiiri on jokin muu joko DSP-piirille signaaleja lähettävä piiri tai DSP-piiriltä signaaleja vastaanottava piiri. Toisin sanoen oheispiiri voi itseasiassa myös olla toinen 20 DSP-piiri.

Tällaiset piirit liitetään yleensä toisiinsa niissä olevan sarjaliitännän tai sarjaliitäntöjen avulla, jolloin siirtotapana on useimmiten synkroninen siirto. Tällöin tarvitaan ta-25 pauksesta riippuen yksi tai kaksi johdinta käsiteltäviä sig-— naaleja varten, kellosignaali ja yleensä ainakin yksi kehys- signaali, joka ilmoittaa siirrettävän signaalin merkitsevän kohdan, kuten alkukohdan.

30 Oheisessa kuvassa 1 on esitetty esimerkki tavanomaisesta lii-tännästä DSP-piirin ja A/D-muuntimen vastaavasti D/A-muuntimen välillä. A/D-muunnin 1 muuntaa sisääntulevan analogisen signaalin näytteistetyksi digitaaliseksi signaaliksi (Data 1), joka toimitetaan edelleen DSP-piirille 3 kello- ja kehyssig-35 naalin määräämässä tahdissa. Digitaalisen signaalin käsittelyn jälkeen DSP-piiri toimittaa signaalin (Data 2) edelleen D/A-muuntimelle 2, josta lähtee analoginen signaali. Sekä sisään- 2 90708 tuleva signaali Data 1 että lähtevä signaali Data 2 kulkevat DSP-piirin sarjaliitännän 4 kautta.

Kuvassa 2 on esitetty kuvan 1 mukaisen liitännän signaalikaa-5 vio. Signaalit Data 1 ja Data 2 lähetetään kulloinkin 16 databittiä käsittävien kehyksien muodossa, jolloin kehyksien väliset hetket ovat ne ajat, jolloin Data 1 on DSP-piirin käytettävissä ja jolloin Data 2:n on oltava D/A-muuntimen käytettävissä. Kaavio on jossakin määrin yksinkertaistettu, mutta se 10 sisältää tarkasteltavan asian kannalta olennaisen.

Tunnetun tekniikan mukaisessa järjestelyssä esiintyy ongelmia silloin, kun DSP-piiri vastaanottaa ja lähettää signaaleja suhteellisen usein verrattuna itse piirin toimintanopeuteen.

15 Tällöin signaalien lähettäminen ja vastaanotto keskeyttää DSP-piirin muun toiminnan usein ja tekee sen ohjelman kirjoittamisen hankalaksi.

Perinteisessä liittämistavassa DSP-piirin on tasavälisesti eli 20 näytteenoton välein keskeytettävä muu toimintansa, otettava vastaan data A/D-muuntimelta ja annettava data D/A-muuntimel-le. Mikäli sovellutus on sellainen (kuten se usein on), että DSP-piiri antaa ja saa dataa muualtakin kuin muuntimilta, tulee tämän toiminnan aiheuttama keskeytys vielä edellisen li-25 säksi. Lopputulos on, että DSP-piirillä ei ole ollenkaan näy-teväliä pitempää yhtenäistä aikaa, jolloin tiedettäisiin, että laskentaa voidaan keskeytymättä tehdä.

Usein on varsinaisen signaalikäsittelylaskennan lisäksi tehtä-30 vä muuta, esimerkiksi sanomanvaihtoa DSP-piirien kesken tai DSP-piirin ja yksikön pääprosessorin välillä. On hankalaa, jos tämä tehtävä joudutaan pilkkomaan osiin ja tekemään vähän kerrallaan.

35 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä ja järjestelmä, jotka soveltuvat juuri tällaisiin tapauksiin ja joilla voidaan välttää DSP-piirin toiminnan liian usein tapahtuva keskeytys.

»; .

3 90708 Tämän tavoitteen saavuttamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukaisen järjestelmän tunnusmerkit ilmenevät vastaavasti vaatimuksesta 4.

5

Olennaista keksinnössä on siis se, että DSP-piirien ja oheis-piirin väliin liitetään kytkentäkenttä, joka pystyy muuttamaan tulevien ja lähtevien signaalien tai viestien ajoituksen siten, että useita peräkkäisiä signaaleja kootaan ajallisesti 10 yhteen, jolloin vastaavasti signaalien aikavälit voidaan summata yhtenäiseksi pidemmäksi aikaväliksi, jonka aikana DSP-piiri voi suorittaa signaalien prosessoinnin.

Esimerkkitapauksessa, jolloin signaalit muodostuvat peräkkäi-15 sistä kehyksistä, kerätään sopivimmin tietty määrä kehyksiä siirrettäväksi ryppäänä DSP-piirille ja vastaavasti DSP-pii-riltä ulos kytkentäkentän kautta.

Keksintöä ja sen muita piirteitä ja etuja selostetaan seuraa-20 vassa lähemmin esimerkin muodossa ja viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvat 1 ja 2 esittävät jo selostettua kytkentää ja siihen liittyvää signaalikaaviota, kuva 3 esittää keksinnön mukaista järjestelmää ja 25 kuvat 4 ja 5 esittävät kuvan 3 järjestelmän toimintaan liittyviä signaalikaavioita.

Kuvan 3 esimerkkitapauksessa ovat DSP-piirin oheispiireinä A/D-muunnin 1 sekä D/A-muunnin 2 aivan samalla tavalla kuin . . 30 kuvan 1 esimerkissä. A/D- ja D/A-muunninten signaalit eivät kuitenkaan mene suoraan DSP-piirille, vaan kytkentäkentälle 5, joka on edelleen signaalinvaihdossa DSP-piirin 3 kanssa. A/D-muuntimesta 1 tuleva signaali käsittää tasaväliset 16-bittiset näytteet, jotka tässä esimerkissä siirretään aika jaetussa 2 35 Mbit/s sarjaväyIässä sen aikaväleissä. Kehys käsittää 32 8-bittistä aikaväliä TS0-TS31, jolloin yksi näyte vastaa kahta aikaväliä. Sarjaväylien kehysrakenne on esitetty kuvassa 4.

4 90708 Tässä on oletettu, että kytkentäkentässä on kaksi Mbit/s sar-javäylää, väylä 1 ja väylä 2. Käytännössä kytkentäkentässä voi olla enemmänkin väyliä, mutta esimerkkitapauksessa tämä ei ole tarpeen. Lisäksi on oletettu, että muuntimet ja DSP-piiri 5 kaikki käyttävät samaa kellosignaalia 2,048 MHz. Kuvan 5 merkinnän tuleva ja lähtevä suunta viittaavat aina kytkentäkenttään. Kuten havaitaan kuvasta 4 ja kuvasta 5, kerää kytkentäkenttä kulloinkin neljä 16-bittistä näytettä yhdeksi ryppääksi, siirtäen tämän edelleen DSP-piirille. Vastaavalla tavalla 10 summautuvat aikavälit yhtenäiseksi laskenta-ajaksi, jolloin näytteitä ei tule ja joka aika siis on DSP-piirin käytettävissä signaalin prosessointia varten.

Verrataan tässä vielä kuvien 1-2 ja vastaavasti 3-5 tapauksia 15 keskenään.

•Kuvan 2 aikakaaviosta nähdään, että tunnetun tekniikan mukaan hetket, jolloin datat ovat DSP-piirin käytettävissä, ovat tasavälisestä jakautuneet. Useissa tapauksissa on myös niin, 20 että data on luettava DSP-piirin sisäisestä rekisteristä hyvin nopeasti sen saavuttua sinne, koska muutoin seuraava data joko kirjoittuu edellisen päälle tai jää vastaanottamatta. Äänisignaalin käsittelyssä näytteenottotaajuus on nykyaikaisissa järjestelmissä jopa 48 kHz (DAT-nauhuri, täysi nauhanopeus). Täl-25 löin näyteväli on noin 20,8 μβ. Jotta esimerkit yksinkertaistuisivat, oletetaan kuitenkin näytteenottotaajuudeksi 32 kHz. Tällöin näyteväli on 31,25 μβ. Tämä vastaa tilannetta puolen nopeuden DAT-käytössä.

30 Perinteisessä liittämistavassa DSP-piirin on siis tasavälisestä 31,25 μβ välein keskeytettävä muu toimintansa ja otettava vastaan data A/D-muuntimelta ja annettava data D/A-muuntimel- le.

35 Keksinnön mukaisella eli kuvien 3-5 mukaisella järjestelyllä saadaan esimerkkitapauksessa seuraavat aika-arvot: - kehyksen pituus 125 μβ, li .

5 90708 - näytteiden luku/kirjoitusaika (8/32) x 125 με = 31,25 με, - Ia8kentaan käytettävi88ä oleva yhtenäinen aika (24/32) x 125 με = 93,75 μδ· 5 DSP-piirillä on siis kolminkertainen yhtenäinen laskenta-aika verrattuna tilanteeseen ilman kytkentäkenttää.

Lisäetuna keksinnön mukainen kytkentäkenttä tuo mukanaan erinomaisen joustavuuden signaalien käsittelyyn. Laajemmissa lait-10 teistoissa, joissa DSP-piireihin on liitetty useita erilaisia piirejä, voidaan kytkentäkentän avulla muuttaa DSP-piirin käyttämiin aikaväleihin kytkeytyvää piiriä. Tämä onnistuisi nykyäänkin periaatteessa DSP-piireillä ilman kytkentäkenttääkin, mutta silloin edellytetään, että DSP-piiri itse muuttaa 15 kytkeytymishetkeään yhteiseen sarjaväylään. Kytkentäkenttää käytettäessä muutoksen voi tehdä yksikön pääprosessori, eikä DSP-piirin välttämättä tarvitse edes saada tietoa kytkentämuu-toksesta.

20 Keksinnön mukainen järjestely tietysti edellyttää hieman lisää laitteistoa, koska tarvitaan kytkentäkenttä. Lisäksi kytkentäkenttä vaatii ohjauksen oikeaan tilaan eli edellyttää ohjelmaa yksikön pääprosessorissa.

25 On kuitenkin huomattava, että nykyään on edulliseen hintaan saatavana kaupallisia kytkentäkenttäpiirejä, jotka soveltuvat esitetyn esimerkin mukaisiin kytkentöihin.

Mikäli käytetään sellaista näytteenottotaajuutta, joka ei ole 30 kytkentäkentän kellotaajuuden aliharmoninen, on kytkentäkentän kellosignaali ja A/D- ja D/A-muunninten kellosignaali erotettava toisistaan ja kellotaajuuksien sovitus tehtävä muuntimien ja kytkentäkentän väliin lisättävällä sovituspiirillä. Tällainen on tilanne esimerkiksi, mikäli näytteenottotaajuus on 48 35 kHz ja kytkentäkentän kellotaajuus on 2,048 MHz. Sovituspiirin käyttö ei kuitenkaan muuta edellä esitettyä keksinnön mukaista menettelyä eikä vaikuta saataviin etuihin.

Claims (6)

6. O 7 O 8

1. Förfarande för överföring av digitala signaler mellan en digital signalprocessor eller DSP-krets (3) och tili denna an-slutna sidokretsar (1, 2), varvid signalerna överförs mellan sidokretsarna och DSP-kretsen relativt ofta i relation till :::25 den sistnämndas funktionshastighet, kannetecknat av att de digitala signalerna överförs mellan sidokretsarna (l, 2) och : DSP-kretsen (3) via ett kopplingsfält (5), varvid i kopplings- fältet städse samlas en bestämd mängd signaler och dessa överförs i en enda sammanställning till/frän DSP-kretsen, och pä ... 30 motsvarande sätt mellan de sälunda samlade signalerna städse uppstär en längre sammanhängande tid för DSP-kretsen i och för behandling av signalerna.

1. Menetelmä digitaalisten signaalien siirtämiseksi digitaalisen signaaliprosessorin eli DSP-piirin (3) ja siihen liitettyjen oheispiirien (1, 2) välillä, jolloin signaaleja siirre-5 tään oheispiirien ja DSP-piirin välillä viimeksi mainitun toimintanopeuteen verrattuna suhteellisen usein, tunnettu siitä, että digitaaliset signaalit siirretään oheispiirien (1, 2) ja DSP-piirin (3) välillä kytkentäkentän (5) kautta, jolloin kytkentäkentässä kerätään kulloinkin määrätty määrä signaaleja ja 10 siirretään nämä yhtenä ryppäänä DSP-piirille/-piiriltä, ja vastaavasti näin kerättyjen signaalien väliin jää kulloinkin pidempi yhtenäinen aika DSP-piirille signaalien käsittelyä varten.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kannetecknat av att . 35 signalerna överförs mellan sidokretsarna (1, 2) och DSP-kretsen (3) under ramarnas tidsintervall och i sammanställningen städse insamlas ett bestämt antal tidsintervaller. β 90708

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että signaalit siirretään oheispiirien (1, 2) ja DSP-piirin (3) välillä kehyksien aikaväleissä ja ryppääseen kerätään kulloinkin tietty lukumäärä aikavälejä.

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, vid vilket till DSP-kretsen (3) anslutits en A/D-omvandlare (1) och en D/A-omvandlare (2), kannetecknat av att i kopplingsfältet (5) överförs frän A/D-omvandlaren (1) ankommande och till D/A-om- 5 vandlaren (2) forda signaler i en buss och till DSP-kretsen (3) förda och frän denna koinmande signaler i en andra buss.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa DSP-piiriin (3) on liitetty A/D-muunnin (1) ja D/A-muunnin (2), tunnettu siitä, että kytkentäkentässä (5) siirretään A/D-muuntimesta (1) tulevia ja D/A-muuntimeen (2) meneviä signaaleja toisessa väylässä ja DSP-piirille (3) meneviä ja sieltä 25 tulevia signaaleja toisessa väylässä.

4. System for koppling av digitala signalprocessorer eller DSP-kretsar (3) och till dessa anslutna sidokretsar (1, 2), 10 exempelvis A/D-omvandlare och D/A-omvandlare, till varandra, vid vilket system signalerna överförs mellan sidokretsarna och DSP-kretsen (3) relativt ofta i med hänsyn till den sistnämn-das funktionshastighet, k&nnetecknat av att mellan sidokretsarna (1) och DSP-kretsen (3) inkopplats ett kopplingsfält 15 (5), vilket är anpassat att uppsamla en bestämd mängd frän sidokretsarna (1) utsända digitala signaler och överföra de-samma i en enda sammanställning till DSP-kretsen (3), varvid för DSP-kretsen uppkommer en städse längre sammanhängande tid för signalernas behandling. 20

4. Järjestelmä digitaalisten signaaliprosessorien eli DSP-piirien (3) ja näihin liittyvien oheispiirien (1, 2), esimerkiksi A/D-muuntimien ja D/A-muuntimien, kytkemiseksi toisiin-30 sa, jossa järjestelmässä signaaleja siirretään oheispiirien ja DSP-piirin (3) välillä viimeksi mainitun toimintanopeuteen verrattuna suhteellisen usein, tunnettu siitä, että oheispiirien (1) ja DSP-piirin (3) väliin on kytketty kytkentäkenttä (5), joka on sovitettu keräämään määrätty määrä oheispiiriltä 35 (1) lähetettyjä digitaalisia signaaleja ja siirtämään nämä yhtenä ryppäänä DSP-piirille (3), jolloin DSP-piirille jää kulloinkin pidempi yhtenäinen aika signaalien käsittelyä varten. 7 90708

5. System enligt patentkravet 4, kännetecknat av att sidokretsarna (1, 2) anpassats att överföra de digitala signalerna i ramarnas tidsintervall och att kopplingsfältet (5) anpassats att uppsamla städse en bestämd mängd tidsintervall i en enda 25 sammanställning till DSP-kretsen (3), varvid pä motsvarande ·:··' sätt ramarnas mellantider adderas till en enhetlig signalbe-handlingstid i DSP-kretsen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että oheispiirit (1,2) on sovitettu siirtämään digitaaliset signaalit kehyksien aikaväleissä ja että kytkentäkenttä (5) on sovitettu keräämään kulloinkin määrätty määrä aikaväle- 5 jä yhtenä ryppäänä DSP-piirille (3), jolloin vastaavasti kehyksien väliajat summautuvat yhteiseksi signaalien käsittely-ajaksi DSP-piirissä.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen järjestelmä, jossa 10 DSP-piiriin (3) on kytketty signaaleja lähettävä A/D-muunnin (1) sekä signaaleja vastaanottava D/A-muunnin (2), tunnettu siitä, että kytkentäkentässä (5) on ainakin kaksi väylää, jolloin ensimmäinen väylä toimii kytkentäkentän (5) ja muuntimien (1, 2) välillä toimittaen signaalit alkuperäisjärjestyksessä, 15 siis tasavälisesti kytkentäkentän ja muuntimien välillä, ja toinen väylä toimii kytkentäkentän (5) ja DSP-piirin (3) välillä toimittaen signaalit ryppäinä epätasavälisin aikavälein kytkentäkentän ja DSP-piirin välillä.

20 Patentkrav

6. System enligt patentkravet 4 eller 5, vid vilket till • . 30 DSP-kretssen (3) kopplats en signaler utsändande A/D-omvandla-*..! re (1) samt en signaler mottagande D/A-omvandlare (2) , känne tecknat av att kopplingsfältet (5) uppvisar ätminstone tvenne bussar, varvid den första bussen fungerar mellan kopplingsfäl-tet (5) och omvandlarna (1, 2), överförande signaler i den . 35 ursprungliga ordningen, säledes med jämna mellanrum mellan kopplingsfältet och omvandlarna, och den andra bussen fungerar mellan kopplingsfältet (5) och DSP-kretsen (3), överförande signaler i sammanställningar med ojämna tidsintervall mellan kopplingsfältet och DSP-kretsarna. I: :