موتورولا 56000

تُعدّ معالجات الإشارات الرقمية Motorola DSP56000 (المعروفة أيضًا باسم 56K) عائلة من رقائق معالجة الإشارات الرقمية ( DSP ) التي أنتجتها شركة Motorola Semiconductor (لاحقًا Freescale Semiconductor ثم NXP ) بدءًا من عام 1986 ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]،} ولا تزال النماذج الأحدث منها تُنتج حتى العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين. ولا تزال الإصدارات المُطوّرة من 56K مستخدمة حتى اليوم.في المعدات الصوتية، وأنظمة الرادار ، وأجهزة الاتصالات (مثل الهواتف المحمولة )، والعديد من تطبيقات معالجة الإشارات الرقمية المدمجة الأخرى . كما استُخدم المعالج 56000 كأساس للمعالج 96000 المُحدَّث ، والذي لم يحقق نجاحًا تجاريًا.

يستخدم معالج DSP56000 نظام الحساب ذي الفاصلة الثابتة ، بكلمات برنامج وكلمات بيانات من 24 بت . يتضمن سجلين من 24 بت ، يمكن الإشارة إليهما أيضًا كسجل واحد من 48 بت. كما يتضمن مُراكمين من 56 بت ، لكل منهما امتداد 8 بت ( يُعرف أيضًا باسم هامش الأمان)؛ بخلاف ذلك، فإن المُراكمين يُشبهان سجلات 24/48 بت الأخرى. وباعتباره معالجًا مُعدلًا ببنية هارفارد ، يحتوي 56k على ثلاث مساحات ذاكرة + ناقلات (وبنوك ذاكرة مُدمجة في بعض الطرازات): مساحة/ناقل ذاكرة البرنامج ومساحتان/ناقلتا ذاكرة البيانات. ^{[ 6 ]} تُخصص مساحة المكدس في مساحة عناوين منفصلة، ​​تُسمى "مساحة ذاكرة المكدس"، ^{[ 7 ]} وهي مُختلفة عن مساحة عناوين الذاكرة الرئيسية. ^{[ 8 ]} يتكون المكدس، المُستخدم لاستدعاءات البرامج الفرعية و" المقاطعات الطويلة "، من خمسة عشر مستوى. ^{[ 8 ]}

تم اختيار 24 بت كطول الكلمة الأساسي لأنه وفر للنظام نطاقًا عدديًا ودقةً مناسبين لمعالجة الصوت، وهو الشغل الشاغل لمعالج 56000. يتوافق 24 بت مع نطاق ديناميكي يبلغ 144 ديسيبل ، وهو نطاق كافٍ في ثمانينيات القرن الماضي عندما كانت محولات الإشارة التناظرية إلى الرقمية (ADCs) ومحولات الإشارة الرقمية إلى التناظرية (DACs) نادرًا ما تتجاوز 20 بت. ومن الأمثلة على ذلك تطبيقات ADSL ، حيث تتطلب المرشحات عادةً دقة 20 بت. وتُعتبر البتات الأربعة الموجودة في أقصى اليسار عادةً مساحة كافية لتجنب تجاوز السعة في العمليات الحسابية. 

يستطيع المعالج تنفيذ 16.5 مليون تعليمة في الثانية (MIPS) عند أقصى سرعة ساعة محددة تبلغ 33  ميجاهرتز ، ^{[ 6 ]} ويدعم خوارزمية تحويل فورييه السريع (FFT) للفاصلة العائمة . ^{[ 6 ]} ويستخدم مستويات TTL بجهد 5 فولت ويستهلك حوالي 0.4 واط. ^{[ 6 ]}  

في معظم التصاميم، يُخصص المعالج 56000 لمهمة واحدة، لأن معالجة الإشارات الرقمية باستخدام أجهزة خاصة تتم في الغالب في الوقت الفعلي ولا تسمح بأي انقطاع . أما بالنسبة للمهام الأقل تطلبًا والتي لا تتطلب دقة زمنية عالية، فيستخدم المصممون عادةً وحدة معالجة مركزية أو وحدة تحكم دقيقة منفصلة .

يستطيع المعالج 56000 تنفيذ تحويل فورييه السريع المركب (FFT) ذي 1024 نقطة في 59898 دورة ساعة، مستغرقًا 1.8  مللي ثانية عند تردد 33  ميجاهرتز، ^{[ 6 ]} أو بمعدل يزيد قليلًا عن 555 عملية في الثانية، مما يسمح بفك تشفير وتشفير برامج الترميز الصوتية المتقدمة نسبيًا مثل MP3 لأغراض التسجيل المباشر على القرص في الوقت الفعلي. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

أدى إدخال تعليمات SIMD إلى معظم وحدات المعالجة المركزية لأجهزة الكمبيوتر المكتبية إلى اختفاء رقائق معالجة الإشارات الرقمية (DSP) المتخصصة، مثل 56000، جزئيًا من بعض مجالات التطبيق، إلا أنها لا تزال تُستخدم على نطاق واسع في الاتصالات وغيرها من الاستخدامات المهنية. ولتحقيق هذه الغاية، أضافت سلسلة 56800 وحدة تحكم دقيقة (MCU) كاملة ، مما أدى إلى إنشاء حل "وحدة تحكم DSP" على شريحة واحدة، بينما حدث العكس في 68356، وهو عبارة عن 68000 مُدمج به 56000. ^{[ 11 ]}

لا يزال الجيل الثالث من عائلة معالجات 56300، بدءًا من 56301، [12] نموذجًا شائعًا إلى حد كبير من عائلة 56000 ، ^{والذي يضم عدة} نماذج مزودة بتطبيقات خاصة مدمجة في الأجهزة والبرامج الثابتة، مثل منطق واجهة PCI ، ومعالجات CRC ، أو أجهزة ضغط الصوت . وتراوحت ترددات الساعة الأساسية حتى 250  ميجاهرتز. ^{[ 13 ]}

قدمت موتورولا مجموعة شاملة من أدوات التطوير للمعالج 56000، بما في ذلك مترجم لغة C ، ومجمع ، ومحاكي مجموعة التعليمات . ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

صُممت سلسلة 56k بشكل أساسي لمعالجة الإشارات في الأنظمة المدمجة، ولكنها استُخدمت أيضًا في عدد من الحواسيب المبكرة، بما في ذلك محطات عمل NeXT و Atari Falcon030 و SGI Indigo ، وجميعها تستخدم معالج 56001. ^{[ 17 ]} كما استُخدم معالج 56000 في معالج الصوت الإذاعي Orban Optimod-FM 8200. ^{[ 18 ]} في مقال نُشر عام 1989 حول معالجة الإشارات الرقمية (DSP)، "يبدو أن معالج Motorola 56001 مُهيأ ليصبح شريحة معالجة الإشارات الرقمية (DSP) السائدة في الصناعة". ^{[ 19 ]} وزُعم أن جميع لوحات تطوير معالجة الإشارات الرقمية (DSP) في معرض AES كانت تستخدم معالج 56001.

عائلة 56000

• دليل عائلة معالج الإشارات الرقمية DSP56000 - موتورولا
• دليل مستخدم DSP56000 / DSP56001 – موتورولا
• دليل مستخدم DSP56002 – موتورولا
• دليل مستخدم DSP56166 – موتورولا

عائلة 56300

• دليل عائلة معالج الإشارات الرقمية DSP56300 - إن إكس بي
• ورقة بيانات DSP56301 – NXP
• ورقة بيانات DSP56309 – NXP
• ورقة بيانات DSP56374 – NXP

• معالجات الإشارات الرقمية من فريسكيل
• برنامج تجميع A56 المجاني لبنية 56000
• برنامج إطالة عمر المنتج