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アナログ電子回路コミュニティサービス終了のお知らせ

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naksys
タイトル
DSP処理
ポイント []
pt.
アクセス4656
カテゴリーDSP
キーワード W-DSP   DADSP相当   DSPライブラリ   W-DSPだよ的   CPU送受信同時にDSP   Powered by Yahoo
投稿日時13/07/19 12:20
マイコンの中にはDSP内蔵型のものがありますが、
最近の高クロックタイプのCPUだとDSPと同じ処理を
ソフトウェアで可能だということを聞きました。
またそのCPUには、DSPライブラリなんかも提供されて
いたりします。
・今まで
  CPU ----- DSP ----- AD/DA
・最近
  CPU(高速+S/W-DSP)-- AD/DA
DSP相当の処理を,S/Wで実現するとした場合
どの程度のクロックで動作するCPUを選択するのがいいのでしょうか?
また、全二重通信の場合は、CPU送受信同時にDSP処理しないといけなくなると思うのですが、CPUがシングルコアでは、送/受信どっちかを先に処理することになるので処理の遅延がおこると思います。
そうなると、S/W-DSPでは通信速度の上限が…とかと
考えてしまいます。
S/W-DSPとH/W-DSPの性能的な違いとか,こういったシチュエーションでは,まだまだH/W-DSPだよ的なところが知りたいのですが,ご存じの方教えてください。

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yoshi05 回答番号 8
タイトル
5ミリ秒
ポイント
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アクセス4435
投稿日時13/07/30 01:40
私の言葉が足りなかったかもしれません。
 
リアルタイム性を考えるのを、もう少し大きな処理単位で考えてみたらどうでしょうか。

1200bps なら、1バイトあたり 7-8mSecかかりますよね。
ということは、5m秒なんて厳しくないんじゃないかな。
送受信を割り込み処理したとして、1バイトの送受信バッファがあれば・・
 
なので、おっしゃっている時間(5m秒)は、データを受信してそれを内部バッファに取り込むまでの時間だと思います。 
 
この受信バッファにある程度データが溜まってから、コマンド解釈するなり、セクタ・ないし1レコード分を不揮発メモリに書き込んだりするのだとおもいます。データを受信してから、これらの処理を呼び出したり開始したりするまでの遅れはどれくらい許されるのかな、ってことでした。
 
これが、ある程度の時間許されるのなら・・
例えば 毎秒16KサンプルくらいAD変換結果を取り込んでいるとして(ここでは割り込みやDMAを使って、naksysさんがおっしゃった意味のリアルタイム処理)、バッファ1つ分が溜まった所でソフトウェアモデムの信号解析ルーチンを呼び出して結果を得る。 ・・・ってのはどうでしょうか。
 
 naksysの近くのハードご担当が考えているのは、多分こんなことじゃないかなって思います。 
そうなん? って聞いてみて、そや!って返事だったら、ほんならどないしょって、相談してみたらいかがでしょう。


 

naksys 回答番号 7
タイトル
リアルタイム性
ポイント
pt.
アクセス4510
投稿日時13/07/29 10:11
リアルタイム性は、5ms未満くらいだと思います。
現行1200bpsを0~5msの遅れを許容して、送信制御してるので。

> ソフトウェアモデムのようなことを検討されている
正に、これになります。
H/WモデムをS/Wモデムにしてみようということになります。
実際は、専業ではなく他のタスクもこなすようなモデムになりますが。

yoshi05 回答番号 6
タイトル
多重処理
ポイント
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アクセス4604
投稿日時13/07/25 01:23
どちらかと言うと元の書き込みよりも
---
単純な要求でいうと,9600bpsの信号をリアルタイムで1byteずつ処理して,データを抽出できるか?
なのですが,私のDSPに対する対する解釈が,「AD/DAだけではデジタルデータ使えないから、DSPなるものを通して使えるもの(S/Wであつかえるもの)に変換してくれるもの」という程度なので,そこに対する理解が必要だとことになりそうです。
---
の方が(理解するには)難度が高い気がしました(^_-;

>http://www.k5.dion.ne.jp/~ajima/PIC/PIC.htm

を拝見すると、ソフトウェアモデムのようなことを検討されているのかなと思いました。
56kbpsの頃に話題になったと思います。その頃のライブラリが残っているかなぁと「ソフトモデム」で検索してみたら、インタフェース誌の8月号に記事があるらしいです。

  
想定のCPUで、使えそうなライブラリが用意されているのでしたら、CPUメーカに、要求スペック(信号帯域、周波数、変調形式など)を伝えて、CPUクロック等についての必要条件を聞いてみたら早いかと思います。
  
全二重処理についてですが、リアルタイム性がどの程度必要なのでしょうか? 数百ミリ秒とかの遅れが許されるならば、適宜バッファしておいて、ヨイショと処理すれば(実際は時分割だけど)、それなりになるのではないかと。

Greenline 回答番号 5
タイトル
わたしなりの思いを
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アクセス4693
投稿日時13/07/23 10:21
naksysさん、おはようございます。私なりの思いを投稿させていただこうと思います。

デジタル信号処理という観点で考えれば、「処理時間が間に合えば、処理系はなんでもよい」というところかと思います。とくにFIRを高速に語長(ビット数)やタップ数を長く処理する場合は当然高速処理が必要になりますので、DSPで間に合えばDSP、それでもダメならロジックで、なおかつ並列に、というところかと思います。

低速でよければマイコンでもできると思いますよ。といっても変換タイミングは正しく設定する必要があるので、割り込みなどで変換起動はよくないと思います(タイミングジッタになってしまうので)。

naksys 回答番号 4
タイトル
難解でしたか・・・すいません
ポイント
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アクセス4874
投稿日時13/07/22 09:15
想像している絵は,カフェルネの
http://japan.renesas.com/products/tools/middleware/c_spl/a_dsp/index.jsp
下の方の3つの絵でいうと,一番上のFilterd Signalを想像しています。
単純な要求でいうと,9600bpsの信号をリアルタイムで1byteずつ処理して,データを抽出できるか?
なのですが,私のDSPに対する対する解釈が,「AD/DAだけではデジタルデータ使えないから、DSPなるものを通して使えるもの(S/Wであつかえるもの)に変換してくれるもの」という程度なので,そこに対する理解が必要だとことになりそうです。
Hard屋さんが、S/Wでできる的な話をよくもってくるので、CPU速くしたらできるはずなんだけどできないの?
DSP部分の機能も,CPU速くしたら他のリアルタイムタスクの空き時間で処理できるんじゃないの?
ということでちょっと聞いて見ました。(難解でしたが・・・)
低速のビットレートなら処理時間もありできるのだろうけど、速くなったらメインタスクをこなしながらできるようなものなのかが、気になりました。
想像していたH/WのDSPとは,演算を回路でやらしている。
S/WのDSPはそれをS/Wで演算しているだったのですが、
そのあたりもずれているのかもしれませんね。
http://www.k5.dion.ne.jp/~ajima/PIC/PIC.htm
↑こんな感じで・・・


デジタルフィルタあたりを調べてみます。
皆さんありがとうございました。

MUSUSU2 回答番号 3
タイトル
うーんDSP
ポイント
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アクセス4806
投稿日時13/07/21 16:29
naksysさんへ
 エレクトロにクス雑誌の特集「ここまでできるデジタルプロセッシング」みたいなものを期待する質問ですね。
 わたしはそれに応えられるほど技術の現状を把握していませんが、いくつかコメントします。

①DSPと言うとき何のことか:Digital Signal ProcessingとDigital Signal Processorでは意味がずれます。naksysさんのイメージしているのはなんでしょうかね?H/W-DSPって何のこと?たとえばプログラマブルロジックを使って積和演算回路を作り、信号処理をすることを考えると、たぶん一昔前よりとんでもなく規模の大きい回路が可能でしょうね。並行にいくつも信号処理をするとしても、素子数や、IC内の配線経路の制約内ならいくつも並行に信号処理ができます。これがnaksysyさんが言うH/W-DSP?ですか?
 一方Digital Signal Processorだとすると、基本的には、ある瞬間には一つのプログラムシーケンスの一部を実効するのであって、並列処理は実行速度とプロセス切り替えのオーバーヘッドに大きく依存します。とはいえ、プロセッサの演算力にはICによって大きな幅があるし、信号処理の演算の大きさにも大きな幅があるので、「....。だよ。」みたいな答えを。出せる人はいないのではないでしょうか? 意味があるのは現時点の実例の羅列でしょうか。
 たとえば、 
「これこれのこういう信号処理をこういう構成で実現した」というような例の羅列です。 kijoさんが「投げかけが難解」と言いましたが? 私にとっては、「何を聞きたいのかわからない」

②「全2重通信の場合、...」という記述がありますが、通信と信号処理の速度が問題なのであって、全2重通信とはあまり関係ないのではないでしょうか。送信と受信を行うということは負荷がそれぞれを行うために増えるのは当然ですが、一方を行っている間、プロセッサがぼんやり待っている必要はないです。

③「DSP相当の処理をS/Wで実現するとした場合、どの程度のクロックで動作するCPUを選択するのがいいのでしょうか?」に対する答え、「ハードウエアでは高度に並列化した信号処理が可能なので、最大規模のものであれば、ソフトウエアで行おうとして何を持ってきても無理」が答えです。「問題はどんな信号処理をするのか」です。幅があり過ぎるのです。
 また汎用プロセッサに近いプロセッサで信号処理を行うとき、そのプロセッサが、信号処理に専念できるかどうかも問題になります。それが信号処理の動作、特に実時間応答の要求が厳しいとに、障害にならないのかどうかです。

 少し具体的にやりたい処理を示して聞いてみてはいかがですか。

yoshi05 回答番号 2
タイトル
かふぇるねに
ポイント
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アクセス4734
投稿日時13/07/21 00:50
お隣のかふぇるねで、その類のライブラリが話題になっていました。

http://japan.renesas.com/products/tools/middleware/c_spl/a_dsp/index.jsp

たとえば、このなかで選択するとどんなのに興味があるのでしょうか。

通信や、他タスクとの競合については、CPUや状況によって違うかもしれませんね。


kijo 回答番号 1
タイトル
投げかけが難解です。
ポイント
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アクセス4744
投稿日時13/07/20 17:50
しかし、トライしてみます。naksysさんの認識しているCPUあるいはDSPとはなんなのかが迷います。また、「高クロックタイプのCPUだとDSPと同じ処理をソフトウェアで可能」から、naksysさんはDSPにはソフトウエアが不要と認識している、さらに、低速CPUではデジタル信号処理ができない、と思っているのでしょうか?通信の話はさらに難解です。

例えば、積和演算命令を持つようなデジタル信号処理に特化したマイクロプロセッサがDSPと思って良いと思います。デジタルフィルタの教科書を読めば、デジタルIIRフィルタとかデジタルFIRフィルタとかが出てきて積和演算の必要性が分かるかと思います。で、クロックの話になってしまうとピントがずれているように思われます。入力信号(データ)に係数を掛けて前の値に足し算するわけですから、クロックだけでなくデータや係数は整数なのか実数なのかとか、ADやDA変換器は必要かなども重要です。波形を取り込んで、それなりの時間の後にスペクトラムを出すためのFFT処理なら、低価格の汎用マイコンだって大丈夫です。

こういったシチュエーション(アプリケーション)は限りなくあります。SOCが進んだ現在において、半導体メーカはマーケティングからソリューションに重点が移ってます。書き込みでは曖昧ですが、自分のアプリケーションを明確にして半導体メーカの提案を探れば汎用マイクロプロセッサかDSPかが分かると思います。

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