DSP吞掉大部分插口

以往用分立元件或主流微處理器設(shè)計(jì)的產(chǎn)品正受到dsp的威脅。這包括幾種情況：dsp與主控微處理器結(jié)合形成強(qiáng)大的功能；或按照應(yīng)用需要，dsp獨(dú)自工作，以足夠的處理性能來(lái)?yè)?dān)負(fù)“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?xún)r(jià)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(shí)，功耗為280mw。采用動(dòng)態(tài)電源管理功能時(shí)，降為200mhz下50mw左右。s-cdma手機(jī)
作為dsp擠進(jìn)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(guó)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(jī)設(shè)計(jì)中。
zsp400是一種四通道超標(biāo)量體系雙mac核。它在提供高性能的同時(shí)，保持了公司所稱(chēng)道的“一流代碼密度”，適用于語(yǔ)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(chēng)：“zsp400架構(gòu)是一代一代可擴(kuò)展和軟件兼容的。它是一種得到驗(yàn)證的架構(gòu)，降低了客戶的風(fēng)險(xiǎn)并確保上市時(shí)間。其它的可授權(quán)dsp已成功地用于2g手機(jī)中，但它們還沒(méi)有出現(xiàn)手機(jī)廠商想過(guò)渡到2.5g和3g所需的那種可擴(kuò)展性和路線圖?！?br>atmel公司投入dsp市場(chǎng)的是一種稱(chēng)作magic的擴(kuò)展精度超長(zhǎng)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(chēng)它是首例復(fù)雜域浮點(diǎn)vliw架構(gòu)的dsp。芯核旨在用于soc的實(shí)現(xiàn)。
magic核對(duì)復(fù)雜算法運(yùn)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(lái)執(zhí)行差分計(jì)算和自適應(yīng)波束賦形算法操作，這在高端免提音頻會(huì)議、音頻信號(hào)的物理建模、頻譜分析、音頻編解碼以及自動(dòng)沖突規(guī)避等方面經(jīng)常用到。
atmel的設(shè)計(jì)師并沒(méi)有加大時(shí)鐘頻率，而是采取了一種不同的方法。atmel公司先進(jìn)dsp設(shè)計(jì)中心技術(shù)主管pier stanislao paolucci稱(chēng)：“芯核在100mhz時(shí)鐘頻率下每周期并行執(zhí)行15個(gè)操作，每秒提供15億次操作(gops)，其中10億次為浮點(diǎn)運(yùn)算?！?br>magic核的關(guān)鍵特性之一是其簡(jiǎn)化的(和無(wú)縫的)vliw代碼研發(fā)過(guò)程。magic匯編器中的宏匯編優(yōu)化器自動(dòng)分析順序撰寫(xiě)代碼的邏輯和臨時(shí)數(shù)據(jù)相關(guān)性，而后排定全部操作的進(jìn)度，以?xún)?yōu)化資源的使用和流水線深度。成像專(zhuān)用
chipwrights公司對(duì)成像應(yīng)用尤為關(guān)注，它開(kāi)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(jī)的設(shè)計(jì)。實(shí)際上，它是設(shè)計(jì)中僅有的重要邏輯元件。新增的i/o模塊包括一個(gè)usb接口、一個(gè)lcd接口和一個(gè)音頻接口(見(jiàn)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(xiāo)售副總裁doug finke說(shuō)：“該芯片面向高容量的大眾市場(chǎng)，它能滿足新型個(gè)人消費(fèi)數(shù)碼相機(jī)的需要，用戶能記錄靜止畫(huà)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(jī)。但chipwrights的設(shè)計(jì)可操作jpeg或mpeg4視頻，mpeg4具有更高的壓縮比。一個(gè)適當(dāng)大小的閃存庫(kù)可存儲(chǔ)相機(jī)中1小時(shí)以上的錄像。cw4511設(shè)計(jì)有8個(gè)并行處理器來(lái)承擔(dān)高計(jì)算強(qiáng)度的算法操作。還有一個(gè)32位risc處理器用來(lái)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(jìng)爭(zhēng)性的設(shè)計(jì)一般要求另加一個(gè)處理器來(lái)進(jìn)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(gè)并行處理器。這與進(jìn)行一次指令獲取和每時(shí)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(jià)格優(yōu)勢(shì)
ti公司的300mhz雙mac c5501 dsp的價(jià)格在5美元左右。為推動(dòng)該器件(以及c55xx家族其它部件)的使用，ti開(kāi)發(fā)了一系列高速仿真器，讓設(shè)計(jì)師以更快的周期時(shí)間進(jìn)行仿真和代碼研發(fā)。據(jù)該公司稱(chēng)，用ti codecomposer開(kāi)發(fā)工具套件中的仿真器，速度上約有一個(gè)數(shù)量級(jí)的改進(jìn)。
ti公司dsp產(chǎn)品全球銷(xiāo)售經(jīng)理leon adams稱(chēng)：“工程師可以按代碼大小及功耗等精調(diào)性能，以達(dá)到優(yōu)化的目的”。
starcore原為摩托羅拉和杰爾的dsp設(shè)計(jì)中心，現(xiàn)在準(zhǔn)備獨(dú)自發(fā)布一款dsp核——sc-1400。該芯核與此前發(fā)布的sc-140類(lèi)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(guò)程到過(guò)程的移植，享用性能上的改進(jìn)。
starcore銷(xiāo)售經(jīng)理allen hyman說(shuō)：“我們?yōu)閟c-1400設(shè)計(jì)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(jì)成一種硬宏，由他們用自己的外圍模塊來(lái)設(shè)計(jì)soc?！?br>sc-1400采用16位vlis(可變長(zhǎng)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(kuò)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(gè)優(yōu)點(diǎn)是，設(shè)計(jì)師可以鎖定他們所要求的性能點(diǎn)。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)