ADI拓展Blackfin雙核嵌入式處理架構(gòu)

Todd Borkowshi

    嵌入式應(yīng)用可以分成兩大類：一類多數(shù)以數(shù)字運算為主，另一類則是以控制為導(dǎo)向。傳統(tǒng)設(shè)計這兩種不同系統(tǒng)的方式是采用一顆DSP處理器或微控制器，端視應(yīng)用而定。雖然這兩類處理器在通常情況下都可以獨擋一面，但事實上對于很多新興的復(fù)雜嵌入式應(yīng)用，都用的上DSP和微控制器。以移動電話為例，其工作量包括基帶通信與語音編碼器的處理，該項工作以數(shù)字為主，需要一顆大容量的處理器作為DSP運算。同時，手機(jī)具有以控制為主的應(yīng)用特性，因為它必須管理用戶界面的許多方面以及通訊協(xié)議堆棧。更多復(fù)雜應(yīng)用的趨勢且無法明確分為是DSP或是微控制器工作量的情況正在增加。

    ADI的Blackfin DSP能在單一平臺上同時支持這些工作量。該架構(gòu)的核心是以內(nèi)含雙MAC的更新版 Harvard為基礎(chǔ)。與單一MAC相比較，雙MAC核心能在一個時鐘周期內(nèi)完成兩個數(shù)學(xué)運算，Harvard架構(gòu)可以保存運算數(shù)據(jù)，同時抓取指令。這個DSP引擎的特點為類似RISC的正交微處理器指令集以及SIMD（單指令多數(shù)據(jù)）多媒體等諸多功能。除了結(jié)合微控制器/DSP雙架構(gòu)功能外，Blackfin也設(shè)計了許多可以強(qiáng)化多媒體算法效能的技術(shù)，性能可以采用動態(tài)分配，當(dāng)需要資源用于應(yīng)用處理時，該處理器90%以上的資源都可以被利用，當(dāng)進(jìn)行多媒體解碼時，所有資源都用于音頻視頻解碼。

    ADI目前發(fā)布的10款Blackfin處理器效能為800MMAC~ 3000MMAC，面向機(jī)頂盒，消費類多媒體；汽車，工業(yè)和儀器儀表；移動電話和PDA三大目標(biāo)市場，除了單核的BF531/532/533等產(chǎn)品之外，ADI也適時推出針對高端多媒體應(yīng)用的對稱雙核處理器BF561/566。傳統(tǒng)的非對稱處理器是把控制與信號處理任務(wù)分開，在每個內(nèi)核上運行孤立并且不同的任務(wù)，對稱處理器中有兩個相同的內(nèi)核，可以運行相同的代碼，共同參與密集計算。Blackfin也支持從單核到雙核處理器的代碼移植，對稱雙核處理器還有額外的節(jié)能好處，某個應(yīng)用即使適合單核處理器，也可以充分利用雙核處理器來降低總體能耗。尤其是以單核系統(tǒng)一半的頻率運行應(yīng)用程序時，核心電壓也能夠得到降低，可以大幅降低能耗。由于對稱雙核處理器具有雙倍計算能力，為了實現(xiàn)更高性能，更低成本和更低功率，嵌入式開發(fā)者在實際應(yīng)用中將具有更多的程序設(shè)計模型選擇。