Mikroprocesory - Skripta

Specifickou oblastí použití mikroprocesorů je zpracování signálů v reálném čase jako je 

číslicová filtrace, spektrální analýza, operace s obrazy (rotace, posuv, hledání hran, …). 

Číslicové  filtry  s konečnou  impulsní  charakteristikou  jsou  realizovány  pomocí 

konvoluce: 

1

0

N

i

i

k

u

i

h

k

y

( 3.1 ) 

kde 

k

y

  je 

k -tý  vzorek  výstupního  signálu, 

 i

h   je  i -tý  koeficient  impulsní 

charakteristiky a 

k

u

 je 

k -tý vzorek vstupního signálu. Z výše uvedeného vztahu je zřejmé, 

že typickou operací algoritmu číslicové filtrace je součin dvou operandů s následným přičtením 
k proměnné  v  níž  bude nakonec  výsledek.  Tato  operace  bývá  označována  jako  multiply  and 
accumulate. 

Spektrální analýza signálů je nejčastěji prováděna pomocí algoritmu FFT (Fast Fourier 

Transform). Tento algoritmus vyžaduje přeuspořádání buď vstupní nebo výstupní posloupnosti 
v tzv. bitově reverzním pořadí. 

Pro  tyto  úlohy  byly  vyvinuty  speciální  mikroprocesory,  které  se  nazývají  signálové 

procesory. Signálové procesory obsahují speciální jednotky – hardwarovou násobičku, která 
umí provádět operaci typu vynásob a přičti (multiply and accumulate) pomocí jediné instrukce, 
adresovací  jednotku,  jež  umožňuje  bitově  reverzní  adresování,  a  kruhový  posouvač  (barrel 
shifter). U moderních signálových procesorů jsou na čipu také integrovány  některé periferie, 
zejména  dvojice  A/D  –  D/A  převodník  (tzv.  codec),  binární  vstupy/výstupy,  DMA  kanály, 
sériové kanály, a paměti. Počet periferií a jejich složitost je však menší než u mikrokontrolérů. 

Signálové  procesory  se  dělí  na  signálové  procesory  s pevnou  řádovou  čárkou  a  na