Radiotechnika

DSP

W chwili premiery IC-7410 firma Icom reklamowała, że IC-7410/9100 ma najszybszy procesor DSP z pośród wszystkich jego radiostacji, mając 2 GFlops (IC-7600 ma 1.6 GFlops, a IC-7700/7800 1.8 GFlops).

Uwaga: Nie można tych wartości wprost porównywać z mocą obliczeniową odbiorników SDR zrealizowanych w układach FPGA, w szczególności Direct Sampling. W takich odbiornikach SDR olbrzymia moc obliczeniowa rozkłada się bowiem również na operacje w.cz., natomiast w transceiverach takich jak IC-7410, cała moc procesora sygnałowego idzie tylko na obróbkę sygnału p.cz. o częstotliwości np. 36 kHz (filtr p.cz.).

Zweryfikujmy powyższe 2 GFlops, co przyda się przy porównaniach z transceiverami innych marek.

Z instrukcji serwisowej IC-7410 czytamy, że siedzi tam Analog Devices ADSP-21369KSWZ-2A (seria SHARC), którego specyfikację można pobrać stąd:

http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADSP-21367_21368_21369.pdf

Na jej stronie 3 czytamy: With its SIMD computational hardware, the processors can perform 2.4 GFLOPS running at 400 MHz, natomiast na str. 58 znajdujemy, że wersja KSWZ-2A (istotna jest tu cyfra 2 będąca indeksem szybkości rdzenia) ma maksymalną częstotliwość zegara rdzenia CCLK równą 333 MHz. Już ze zwykłej proporcji wynika 2.4·333/400 = 2 GFlops, jednak dla pewności zerknijmy na mechanizm SIMD, aby wyeliminować możliwość jego niezależnego taktowania.

Na str. 5 jest wyjaśnienie, że SIMD to Single Instruction Multiple Data składający się z dwóch elementów procesowych (processing elements) mogących sprzętowo pracować równolegle w jednym cyklu CCLK, również ze zdwojonym transferem między pamięcią. Ponadto każdy taki element składa się z trzech jednostek obliczeniowych (computational units) zawierających ALU, mnożnik i przesuwnik bitowy, również mogące sprzętowo pracować równolegle. Zatem SIMD jako całość dostarcza maksymalnie 6 sprzętowo równoległych operacji DSP w jednym cyklu CCLK, co daje oczekiwane 333 MHz · 6 = 2 GFlops.

Niestety autorzy porównań szybkości DSP w transceiverach często popełniają błąd nie uwzględniając zegara rdzenia właściwego dla danej wersji procesora np. niektórzy podają 2.4 GFlops.

Analiza szybkości DSP procesorów Texas Instruments jest prostsza, nie trzeba bowiem weryfikować oczywistości, gdyż producent w specyfikacji np. dla TMS320C6727B na str. 2 wprost podaje: At 350 MHz, the CPU is capable of a maximum performance of 2800 MIPS/2100 MFLOPS by executing up to eight instructions (six of which are floating-point instructions) in parallel each cycle. Zatem tu też wystarczy szybkość rdzenia w MHz pomnożyć przez 6, aby otrzymać szybkość obliczeń DSP w MFlops.

Sprawdźmy więc w kilku modelach radiostacji innych marek szybkość DSP:

FT DX 5000/3000D, ze strony Yaesu mamy TMS320C6727B @ 300 MHz: 1800 MFlops
FT-2000/950, z instrukcji serwisowych mamy TMS320C6713BZDP-225: 1350 MFlops
TS-990S, z firmowej broszury mamy ADSP-21363 @ 333 MHz: 2000 MFlops

Ostatecznie można zaryzykować stwierdzenie, że obecnie (styczeń 2013) radiostacja IC-7410 ma wraz z ukazującym się teraz TS-990S najszybszy procesor DSP.

Muzyczna chwila przerwy:

38-AM 747 kHz Nostalgia