[发明专利]一种微机高速数字信号处理板

说明书

本发明属于数字信号处理技术领域，它与微机配合可组成高速数字信号处理系统，对图象、图形、语言、雷达及其它多种信号进行处理。

数字信号处理是一门具有悠久历史的学科，近年来由于VLSI技术的迅猛发展，微机性能的大幅度提高，采用微机配以高速数字信号处理板组成数字信号处理系统，较之采用大、中型数字计算机更为灵活、经济实用。例如PC机配以中国科技大学研制的“快速图象处理板”组成的“快速微机图象处理系统”就是较先进的一种，该板由从处理器1-1、接口控制器1-2、隔离器1-3、存贮器1-4组成，如附图1所示，该板的从处理器与主机PC共用一个存贮器，分时使用存贮器进行数据交换，存贮器1-4的总线与从处理器1-1直接相联，而通过隔离器1-3与主机PC相联。工作时，主机PC首先通过接口控制器1-2断开从处理器1-1与存贮器1-4的联接，同时打开隔离器1-3使主机PG自己与存贮器1-4接通，这时主机PC向存贮器1-4送入数据，直至送数完毕，主机PC立即通过接口控制器1-2发出指令使主机PC自身与存贮器1-4隔离，而接通从处理器1-1与存贮器1-4的联接，从处理器1-1由存贮器1-4中取出数据进行处理，并将处理结果送回存贮器1-4中，待数据处理结束、送毕，主机PC再次通过接口控制器1-2，断开从处理器1-1与存贮器1-4的联接，并打开隔离器1-3，使主机PC与存贮器1-4接通，主机PC由存贮器1-4中取出数据处理结果并送入下一批待处理的数据，开始一个新的处理周期（“快速微机图象处理系统”鉴定会材料硬件研制报告第1至9页，1988.1）。此信号处理板具有编程灵活、益于用户开发等优点，但它尚存在下列之不足：1.由于主机与从处理器分时使用公共存贮器，主机访问公共存贮器时，从处理器要等待;从处理器访问公共存贮器时，主机同样要等待，也不能进行数据交换，主从机进行数据交换与从处理器进行数据处理是串行的，总的数据处理时间＝主机传输时间+从处理器处理时间，主、从机物理上的并行性较差，速度低;2.由于并行效率低，增加从处理器数目会进一步降低并行效率，对提高速度效果不大，所以这种处理板不能做成多机系统，这样从机性能再好，速度也不会太高。

本发明的目的是提出一种信号处理板的新方案，实现从处理器的数据处理与其同主机的数据交换并行的多机系统。

本发明的技术要点是：

1.提出一种信号处理板的新方案，微机主机与从处理器、各从处理器之间均可同时访问公共存贮器，从处理器的数据处理与其同主机之间的数据交换可同时进行。

2.本发明是由多个物理上高度并行的处理器组成的多机系统，各处理器与微机主机之间采用星形互联方式，而各处理器之间则采用流水线联接方式，各处理器与微机主机之间及各处理器之间均采用双端口存贮器作为公共存贮区，以进行数据交换，完成多机之间的同步和通信。

结合附图对本发明进行详细描述：本发明由处理器2-11、2-21……2-n1，双端口存贮器2-12、2-22、2-32、2-42……2-m2和控制电路构成，如附图2所示。

1.2-11、2-21、……2-n1等各处理器与微机主机之间采用星形联接，各处理器可对不同数据同时执行同一指令流，使大量数据进行同一种算法时，能够将数据分成若干部分，分别由各处理器同时进行处理，以提高处理速度，若处理器为N个，则处理时间可缩短到原来处理时间的1/N;

2.2-11、2-21……2-n1等各处理器之间有一数据流水通道，使本多机系统又可灵活地变为一流水线，各处理器可对同一数据流执行不同的指令，由于流水是在处理器一级而不是在操作一级的，故软件编程灵活性大，可达到任务一级的宏流水，使处理速度大大提高。若处理器为N个，则处理时间也可缩短到原来的1/N;