ZSP G4架構和ZSP981 DSP核為移動通信SoC供應商提供解決方案

現(xiàn)在的高端智能手機需要同時支持GSM/GPRS/EDGE、TD-SCDMA、WCDMA/HSPA+、TDD-LTE、FDD-LTE五種通信模式。為了得到更好的性能，智能手機普遍采用多核設計。要將四模四核(GSM可單獨列出)集成到同一顆處理器上帶來了很大挑戰(zhàn)，終端系統(tǒng)開發(fā)者也正在尋求性能和功耗的最優(yōu)平衡。

為了幫助移動通信SoC供應商在最短的時間內打造出最佳的解決方案，芯原公司前不久推出了第四代ZSP架構(ZSP G4)和ZSP G4家族的第一個成員ZSP981數(shù)字信號處理器(DSP)核。在該公司新品發(fā)布會上，芯原公司技術市場及應用工程高級總監(jiān)汪洋告訴記者，除了與上一代架構兼容，ZSP G4架構還引入了矢量計算能力，并提供了更高帶寬的接口和更多的執(zhí)行資源(圖1、2)。

圖1：芯原公司技術市場及應用工程高級總監(jiān)汪洋。

圖2：ZSP981內核架構。

相較于第三代ZSP核，與無線通信技術專家合力開發(fā)的ZSP981在滿足移動設備所需的低功耗的同時，將性能提升了17倍。ZSP981為通信基帶開發(fā)者提供了優(yōu)秀的可編程信號處理能力以支持含LTE-A、802.11ac等在內的新興無線通信技術。

汪洋指出，在設計處理器時，最有難度的兩個模式是LTE/LTE-A和WCDMA/HSPA+的演進，包括其對多載波聚合及矢量處理的要求。在多模方案中，如果將二者處理好的話，其他的模式就可以“通吃”。因此，在設計處理器內核時，若針對最難設計的地方和最壞的情況突破，那么對客戶來說，在設計上就易如反掌了!

ZSP G4架構下的IP核組合涵蓋從4發(fā)射、4-MAC標量核到6發(fā)射、260-MAC矢量核的寬泛范圍，不同核之間的主要區(qū)別在于性能、功耗和所占硅片面積的大小(PPA)。ZSP G4為不斷演進的目標應用提供了所必需的靈活性和可擴展性。用戶可輕松地從ZSP G4系列中挑選出一款最能滿足其目標平臺對PPA和靈活性需求的DSP核。此外，用戶還可以通過增強后的Z.Turbo接口來定制化指令以運行其特定的硬件。ZSP G4系列內核完美適用于多模移動終端、家庭基站、智能電網、M2M以及移動基礎設施等(圖3)。

圖3：可擴展的基于ZSP的4G多?；鶐幚砥脚_。

他介紹，作為ZSP G4系列的第一款產品，ZSP981是一個完全可綜合的、具備6發(fā)射超標量體系架構的DSP核。在1.2GHz頻率下，單個ZSP981每秒鐘可以運行820億個乘累加運算。基于面向可共享存儲單元的寬位、高速接口和面向硬件加速器的增強Z.Turbo協(xié)處理器端口，ZSP981可以使系統(tǒng)設計人員的系統(tǒng)設計實現(xiàn)軟件和硬件的完美平衡。ZSP981的子系統(tǒng)還包括一個功耗管理模塊、一個多核通訊模塊，以及一個多通道直接內存訪問(DMA)模塊，可極大地簡化系統(tǒng)級集成與開發(fā)。

汪洋強調，如果采用純硬件的方法，需要以最壞的信道環(huán)境和最好的吞吐量來設計芯片。但在實際應用時，信道質量可能較好，那么設計的功耗就會造成浪費。因此，需要通過軟件動態(tài)調整解決功耗的問題。同時，ZSP G4保留了一些高速接口，使客戶可以加入高效的硬件模塊，以解決功耗平衡的問題。芯原在整個系統(tǒng)設計上，不光是為客戶提供IP核，還要幫助他們使數(shù)據(jù)的搬移最小化，這樣才能降低總線開銷，降低功耗。

支持HEVC和VP9的Hantro G2視頻解碼IP

芯原在發(fā)布會上還同時推出了Hantro G2多格式視頻解碼IP，用于支持高效率視頻編碼(HEVC或H.265)標準下的超高清4K視頻解碼，以及WebM項目下即將推出的VP9網絡視頻格式。此外，Hantro G2 IP還支持包括H.264、VP8、MPEG-4、VC-1、AVS(即將支持AVS+)、MPEG-2、DivX、Sorenson Spark和VP6在內的其他多種視頻格式。

芯原董事長兼總裁戴偉民博士介紹說，VP9是由Google發(fā)起的WebM項目所開發(fā)的下一代開放視頻編解碼格式(圖4)。在與H.264最高規(guī)格相同的視頻播放質量下，VP9有望為網絡視頻服務節(jié)省一半的網絡帶寬。該視頻格式為基于瀏覽器的實時視頻會議工具WebRTC等應用提供了一個低延遲、高質量的視頻編碼解決方案。

圖4：芯原董事長兼總裁戴偉民博士。

汪洋指出，作為可擴展的IP解決方案，Hantro G2可根據(jù)客戶對產品性能的需求來優(yōu)化硅片面積，并支持從4K@60fps播放速率的高端應用，到1080p高清播放的中端應用，再到標清播放的低端應用，從而廣泛適用于從超高清電視產品到低端功能手機的多樣化市場。Hantro G2是業(yè)內首款在一百萬邏輯門以內支持4K@60fps的單芯片架構IP。業(yè)界領先的Hantro視頻半導體IP已經被全球超過75家半導體廠商應用于超過10億片芯片之中，而Hantro G2是Hantro視頻IP的第十三代產品。另外，芯原也正致力于支持HEVC和VP9的Hantro H2多格式視頻編碼IP的開發(fā)。