Elaborazione Numerica dei Segnali

122 Architetture DSP
f(t) SISTEMA S
g(t)
ADC
ELABORATORE DAC
Prog
Figura 6.1 Elaborazione di segnali mediante conversione analogico-digitale e digitaleanalogico.
Si discutono i punti deboli, per questo tipo di applicazioni, dei microprocessori basati
sull’architettura Von Neumann e si introduce la più adeguata architettura Harvard. Si
analizzano alcune scelte effettuate per aumentare la velocità di elaborazione: architetture
RISC, livelli di integrazione delle varie componenti dell’elaboratore, h/w specializzato per
l’esecuzione veloce della moltiplicazione. Si conclude con un breve cenno all’attuale linea di
tendenza, fortemente basata sui principi dell’elaborazione parallela sincrona: architetture
per macchine SIMD (Single Instruction Multiple Data) e architetture superscalari.
6.1 Elaborazione Digitale dei Segnali: Approcci
In generale, si possono distinguere fondamentalmente due approcci all’elaborazione digitale
dei segnali:
L’approccio mediante programmazione. In questo caso le caratteristiche di sistemi
che trasformano segnali vengono simulate da programmi che vengono eseguiti da
un elaboratore digitale. La velocità di esecuzione del programma dipende dal tipo
di elaboratore ed in particolare dal livello di parallelismo e dalla velocità con cui
vengono eseguite le istruzioni. Questo tipo di approccio risulta di grande flessibilità:
sistemi totalmente diversi vengono simulati sulla stessa macchina, semplicemente
eseguendo algoritmi diversi.
L’approccio mediante realizzazione h/w. In questo caso gli algoritmi che simulano
i sistemi vengono realizzati in h/w con circuiti dedicati a applicazioni specifiche
(ASIC) o mediante circuiti programmabili (PLD). La velocità di elaborazione dipende
dalla frequenza di clock e dalla propagazione dei ritardi nei circuiti logici. Questo
approccio permette realizzazioni più efficienti delle soluzioni s/w, con velocità di
elaborazione maggiore di un fattore 10 2 , risultando tuttavia molto meno flessibile,
in quanto la simulazione di un nuovo sistema costringe a ridisegnare e rimpiazzare
gran parte del circuito.
Entrambe gli approcci portano a soluzioni più precise, affidabili e stabili delle realizzazioni
analogiche a parità di costo. In addizione, l’approccio mediante programmazione
S