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DSP吞掉大部分插口

作者:■ Richard Nass 時間:2005-04-27 來源:eaw 收藏

以往用分立元件或主流微處理器設(shè)計的產(chǎn)品正受到的威脅。這包括幾種情況:與主控微處理器結(jié)合形成強大的功能;或按照應(yīng)用需要,獨自工作,以足夠的處理性能來擔負“內(nèi)務(wù)處理”任務(wù);另外,DSP可與便宜的微控制器搭配。
最新的DSP性價比很高,如ADI公司Blackfin系列產(chǎn)品的功耗很低。其1.2V部件(BF533)工作于600MHz時,功耗為280mW。采用動態(tài)電源管理功能時,降為200MHz下50mW左右。

S-CDMA手機
作為DSP擠進通信領(lǐng)域的明證,LSI邏輯公司已將其ZSP400 DSP核授權(quán)給中國最大的通信設(shè)備制造商之一——大唐電信的微電子技術(shù)公司。大唐將把該核用于其基于同步CDMA技術(shù)(S-CDMA)的手機設(shè)計中。
ZSP400是一種四通道超標量體系雙MAC核。它在提供高性能的同時,保持了公司所稱道的“一流代碼密度”,適用于語音和基帶處理以及音視頻處理。150MHz下,芯核消耗55mW的功率。
LSI邏輯公司DSP核產(chǎn)品經(jīng)理Brightfield稱:“ZSP400架構(gòu)是一代一代可擴展和軟件兼容的。它是一種得到驗證的架構(gòu),降低了客戶的風險并確保上市時間。其它的可授權(quán)DSP已成功地用于2G手機中,但它們還沒有出現(xiàn)手機廠商想過渡到2.5G和3G所需的那種可擴展性和路線圖?!?BR>Atmel公司投入DSP市場的是一種稱作mAgic的擴展精度超長指令字(VLIW)核,是多媒體應(yīng)用gigaflop集成芯核的體現(xiàn)。該公司聲稱它是首例復(fù)雜域浮點VLIW架構(gòu)的DSP。芯核旨在用于SoC的實現(xiàn)。
mAgic核對復(fù)雜算法運算,如FFT蝶式和矢量2算法,執(zhí)行單循環(huán)操作。復(fù)雜算法用來執(zhí)行差分計算和自適應(yīng)波束賦形算法操作,這在高端免提音頻會議、音頻信號的物理建模、頻譜分析、音頻編解碼以及自動沖突規(guī)避等方面經(jīng)常用到。
Atmel的設(shè)計師并沒有加大時鐘頻率,而是采取了一種不同的方法。Atmel公司先進DSP設(shè)計中心技術(shù)主管Pier Stanislao Paolucci稱:“芯核在100MHz時鐘頻率下每周期并行執(zhí)行15個操作,每秒提供15億次操作(GOPS),其中10億次為浮點運算?!?BR>mAgic核的關(guān)鍵特性之一是其簡化的(和無縫的)VLIW代碼研發(fā)過程。mAgic匯編器中的宏匯編優(yōu)化器自動分析順序撰寫代碼的邏輯和臨時數(shù)據(jù)相關(guān)性,而后排定全部操作的進度,以優(yōu)化資源的使用和流水線深度。

成像專用
ChipWrights公司對成像應(yīng)用尤為關(guān)注,它開發(fā)了CW4511 DSP,這是該公司原有4011部件的延伸。它使用了與其前身部件相同的芯核,但加入了多種I/O模塊,使之適用于數(shù)碼相機的設(shè)計。實際上,它是設(shè)計中僅有的重要邏輯元件。新增的I/O模塊包括一個USB接口、一個LCD接口和一個音頻接口(見圖1)。構(gòu)成系統(tǒng)真正所需的是DRAM、閃存和一些分立元件。
ChipWrights產(chǎn)品銷售副總裁Doug Finke說:“該芯片面向高容量的大眾市場,它能滿足新型個人消費數(shù)碼相機的需要,用戶能記錄靜止畫面和錄像?!?BR>目前已出現(xiàn)具有捕獲靜止和視頻圖像能力的照相機。但ChipWrights的設(shè)計可操作JPEG或MPEG4視頻,MPEG4具有更高的壓縮比。一個適當大小的閃存庫可存儲相機中1小時以上的錄像。CW4511設(shè)計有8個并行處理器來承擔高計算強度的算法操作。還有一個32位RISC處理器用來執(zhí)行所有的內(nèi)務(wù)功能操作,如監(jiān)控按鈕、檢查電池充電情況等。具有競爭性的設(shè)計一般要求另加一個處理器來進行這些功能操作。
CW4511的功耗較低,這部分歸功于其單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)架構(gòu)。在這種配置中,處理器可執(zhí)行一次指令獲取和一次指令解碼,然后把結(jié)果反饋給8個并行處理器。這與進行一次指令獲取和每時鐘周期執(zhí)行一次的VLIW或哈佛架構(gòu)不同。峰值頻率(233MHz)下,CW4511耗能約300mW。

價格優(yōu)勢
TI公司的300MHz雙MAC C5501 DSP的價格在5美元左右。為推動該器件(以及C55xx家族其它部件)的使用,TI開發(fā)了一系列高速仿真器,讓設(shè)計師以更快的周期時間進行仿真和代碼研發(fā)。據(jù)該公司稱,用TI CodeComposer開發(fā)工具套件中的仿真器,速度上約有一個數(shù)量級的改進。
TI公司DSP產(chǎn)品全球銷售經(jīng)理Leon Adams稱:“工程師可以按代碼大小及功耗等精調(diào)性能,以達到優(yōu)化的目的”。
StarCore原為摩托羅拉和杰爾的DSP設(shè)計中心,現(xiàn)在準備獨自發(fā)布一款DSP核——SC-1400。該芯核與此前發(fā)布的SC-140類似,但現(xiàn)在的是一種可綜合的形式。這樣,它可以輕松地做到由過程到過程的移植,享用性能上的改進。
StarCore銷售經(jīng)理Allen Hyman說:“我們?yōu)镾C-1400設(shè)計了新的外圍功能。以前給摩托羅拉和杰爾的模型是把芯核設(shè)計成一種硬宏,由他們用自己的外圍模塊來設(shè)計SoC。”
SC-1400采用16位VLIS(可變長度指令集)架構(gòu),它是一種VLIW的改良。該架構(gòu)在MAC數(shù)量上可變,是可擴展的。1400是一種四MAC器件,每周期執(zhí)行6次操作。StarCore還提供兩MAC款式的SC-1200,它具有更小的芯片尺寸和功耗。
做成可綜合性的另一個優(yōu)點是,設(shè)計師可以鎖定他們所要求的性能點。例如,工作頻率可大可小,器件尺寸的大小和功耗也是如此?!?(鋤禾譯)



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