--為新一代汽車信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了1,920 MIPS的出色性能和單芯片解決方案
2009年1月19日 日本東京訊 ? 瑞薩科技公司今天宣布推出SH7776(SH-Navi3) - 面向從汽車導(dǎo)航系統(tǒng)演變而來的新一代高性能汽車信息終端、具有片上增強(qiáng)型圖形功能和高性能圖像識別處理功能的雙核片上系統(tǒng)(SoC)器件。SH7776(SH-Navi3)在單個(gè)芯片上整合了2個(gè)CPU內(nèi)核,并且實(shí)現(xiàn)了1,920M條指令/秒(MIPS)的出色處理性能,這是瑞薩科技公司早期單芯片SoC產(chǎn)品的2倍。將于2009年4月開始在日本發(fā)售樣品。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
瑞薩科技公司在面向汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的微處理器市場上的份額居全球首位*1,并且SH-Navi系列*2 - 用于實(shí)現(xiàn)對高性能汽車導(dǎo)航系統(tǒng)至關(guān)重要的功能(如3-D圖形)的單芯片SoC器件 - 現(xiàn)在已被應(yīng)用到多種高端產(chǎn)品中。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)將演變成“新一代汽車信息中心”,在駕駛的同時(shí),它還在汽車信息控制以保證便利性、安全性和環(huán)境研究方面起到重要作用。新型SH7776雙核SoC器件在單個(gè)芯片上提供了對“新一代汽車信息中心”至關(guān)重要的性能和功能。它能夠顯示逼真的彩色3-D圖形來實(shí)現(xiàn)多媒體、信息通信以及導(dǎo)航應(yīng)用;顯示2-D/3-D圖形來實(shí)現(xiàn)圖形用戶界面(GUI)*3,進(jìn)而加強(qiáng)用戶友好性;并且為車道檢測和前車跟蹤之類的功能實(shí)現(xiàn)圖像識別。除此之外,還在芯片上嵌入了可以加強(qiáng)雙核架構(gòu)的系統(tǒng)可靠性的功能。
SH7776(SH-Navi3)的特性如下:
1. 雙核架構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)1,920<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />
SH7776(SH-Navi3)整合了瑞薩科技公司的2個(gè)在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)之類的應(yīng)用領(lǐng)域得到認(rèn)可的SH-4A高性能32位CPU內(nèi)核,并且在低功耗模式和533MHz的工作頻率下提供了高達(dá)1,920 MIPS(960 MIPS × 2)的出色處理性能。這大約是瑞薩科技公司第二代汽車導(dǎo)航系統(tǒng)用SoC產(chǎn)品(SH-Navi2)的處理性能的2倍,并且全面支持顯示各種圖形所需的高速、復(fù)雜信息處理功能以及圖像識別功能。
2. 用于顯示更逼真的彩色3-D圖像的3-D圖形引擎和2-D/3-D圖形處理器
3-D圖形引擎整合了英國Imagination科技有限公司(IMG)的PowerVR*4 SGX - 高級3-D圖形IP。它實(shí)現(xiàn)了約為PowerVR MBX(其用于早期的SH-Navi1和SH-Navi2中)2倍的多邊形性能。這不但支持導(dǎo)航應(yīng)用中的3-D渲染,而且還支持多媒體應(yīng)用,如需要更逼真的彩色3-D渲染的人機(jī)接口(HMI)。
SH7776(SH-Navi3)還包含用于詳細(xì)地圖渲染的2-D和3-D圖形處理器以及更簡便易用的操作屏幕。支持的特性包括2-D渲染功能(如粗線渲染)以及用于加強(qiáng)三維性的3-D渲染功能(如三角3-D渲染)和用于實(shí)現(xiàn)更逼真紋理的紋理影射。它們代表地圖上的各種3-D物體(如高層建筑),并且實(shí)現(xiàn)了詳細(xì)的高級GUI以及地圖、圖標(biāo)和菜單。
3. 業(yè)內(nèi)首款面向汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、具有片上圖像識別處理功能的雙核SoC產(chǎn)品
SH7776(SH-Navi3)是業(yè)內(nèi)首款雙核SoC產(chǎn)品,整合了圖像識別處理功能,如駕駛輔助系統(tǒng)的車道檢測。瑞薩科技公司已經(jīng)開始批量生產(chǎn)具有片上圖像識別處理功能的SH7774(SH-Navi2)。新型SH7776(SH-Navi3)基于上一代產(chǎn)品之上,能夠提供更高的性能,并且通過更高的內(nèi)部并行化和加倍的總線寬度將處理速度加快了近3.5倍。
它能夠同時(shí)實(shí)時(shí)地執(zhí)行多個(gè)外部環(huán)境識別程序,如車道檢測和前車檢測與跟蹤。這簡化了駕駛安全性改進(jìn)步驟。< SH7776(SH-Navi3)所采用的圖像識別處理IP是與Hitachi公司合作開發(fā)的。>
并且,失真補(bǔ)償模塊能夠?qū)⒄障鄼C(jī)采集到的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成任何形狀。例如,從配有魚眼透鏡的照相機(jī)上采集的圖像數(shù)據(jù)可用于生成汽車外設(shè)的鳥眼視圖。
4. DDR3-SDRAM存儲器接口和PCI Express接口,可以實(shí)現(xiàn)超高速數(shù)據(jù)傳輸
SH7776(SH-Navi3)是業(yè)內(nèi)首款面向汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的雙核SoC,其整合了DDR3-SDRAM存儲器接口 - 用于連接高速DDR3-SDRAM、工作頻率為533MHz的雙通道16位專用總線接口,從而實(shí)現(xiàn)了最高速度為4.27Gb/s的超高速數(shù)據(jù)傳輸??梢酝瑫r(shí)訪問專用總線的2條通道。
并且,PCI Express接口*5的專用I/O能夠在250Mb/s的最高速度下將數(shù)據(jù)寫入帶有PCI Express接口的外部器件上或從其中讀取數(shù)據(jù)。
5. 各種用于提高汽車信息終端用戶友好性的外設(shè)功能,包括串行ATA接口
SH7776(SH-Navi3)整合了汽車導(dǎo)航系統(tǒng)所需的片上外設(shè)模塊,包括用于實(shí)現(xiàn)高速硬盤連接的串行ATA接口*6、帶有音頻編碼器的聲音接口、USB版2.0 Host/Function接口、用于接收地面數(shù)字電視廣播的TS接口和GPS*7基帶處理模塊。各種外設(shè)功能讓元件數(shù)量減少和以更低的成本實(shí)現(xiàn)高性能系統(tǒng)成為可能。
6. 提高了雙核系統(tǒng)的可靠性,并且縮短了開發(fā)時(shí)間
雙核架構(gòu)支持下面2類處理,從而能夠靈活地滿足各種用戶要求。
· 對稱多處理(SMP):在這里,在單個(gè)OS內(nèi)運(yùn)行的單個(gè)程序的運(yùn)行可以在2個(gè)CPU內(nèi)核之間進(jìn)行分配,從而實(shí)現(xiàn)了并行處理。
· 不對稱多處理(AMP):在這里,不同的OS(或相同OS的多個(gè)實(shí)例)和完全不同的程序在各個(gè)CPU內(nèi)核上運(yùn)行。
注意:在這種情況下,在芯片內(nèi)采用了允許2個(gè)OS協(xié)同操作的機(jī)制和讓2個(gè)OS分開運(yùn)行的機(jī)制(這種機(jī)制可以防止一個(gè)CPU訪問存儲器的某個(gè)區(qū)域的時(shí)候,另一個(gè)CPU訪問和修改該存儲器的相同區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù))。
由于是在硬件(在SH7776芯片中)中實(shí)現(xiàn)這類通常在軟件中實(shí)現(xiàn)的支持,所以可以為采用雙核處理器的系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)高可靠性。
< 產(chǎn)品背景資料 >
近年來,汽車信息終端(如汽車導(dǎo)航系統(tǒng))開始提供越來越先進(jìn)的導(dǎo)航功能,包括3-D顯示、更高的可識別性和更強(qiáng)的真實(shí)性。需求日漸增多的功能包括用于加強(qiáng)簡便易用性的顯示功能、通過手機(jī)鏈路實(shí)時(shí)地獲取信息、娛樂信息系統(tǒng)功能(如音樂和視頻回放)、地面數(shù)字電視廣播接收、甚至安全駕駛輔助系統(tǒng)的某些功能。隨著這些系統(tǒng)具有的功能越來越多和變得越來越復(fù)雜,它們逐漸演變成了用以在駕駛的同時(shí)保證便利性、安全性和環(huán)境研究的汽車信息控制功能的核心。
更高的性能需要處理器或片上系統(tǒng)(SoC)器件處理這類應(yīng)用所需的大量信息,但是通過更加精密的工藝或者更快的操作速度來滿足這種需求導(dǎo)致了功耗增加等問題的出現(xiàn)。作為對市場需求的回應(yīng),越來越多地使用多核技術(shù)(在那里,在單個(gè)芯片上整合了多個(gè)CPU,并且各個(gè)CPU內(nèi)核以并行或者分布式的方式處理各項(xiàng)處理任務(wù)以便提高效率)來提升CPU性能和降低功耗。
· CPU內(nèi)核
SH7776采用整合了瑞薩科技公司的2個(gè)SH-4A 32位精簡指令集計(jì)算機(jī)(RISC)CPU內(nèi)核的核心架構(gòu)。它支持對稱多處理(SMP)(在這里,在單個(gè)OS內(nèi)運(yùn)行的單個(gè)程序的運(yùn)行可以在2個(gè)CPU內(nèi)核之間進(jìn)行分配)和不對稱多處理(AMP)(在這里,不同的OS(或相同OS的多個(gè)實(shí)例)和完全不同的程序在各個(gè)CPU內(nèi)核上運(yùn)行)。這為用戶提供了最大的系統(tǒng)配置靈活性。提供的偵測控制器支持SMP。它從2個(gè)CPU內(nèi)核上處理內(nèi)部高速緩存的數(shù)據(jù)更新,并且保持高速緩存的相關(guān)性。
并且,時(shí)鐘頻率和4個(gè)低功耗模式中的任何一個(gè)都可以針對各個(gè)CPU單獨(dú)設(shè)置。例如,當(dāng)只有1個(gè)CPU內(nèi)核工作時(shí),另一個(gè)CPU內(nèi)核可以設(shè)置成低功耗模式來降低功耗。這樣就可以在滿足系統(tǒng)的處理要求的同時(shí),保持總功耗最低。
各個(gè)CPU內(nèi)核都配有1個(gè)最高工作頻率為533MHz的浮點(diǎn)處理單元(FPU)。這些FPU支持單精度和雙精度計(jì)算,并且可以在7.46GFLOPS(10億次浮點(diǎn)運(yùn)算/秒)的單精度模式下實(shí)現(xiàn)最高處理性能。這可以加快靜止圖象和視頻的編解碼器處理。
并且,大多數(shù)為采用了基于SH-4A內(nèi)核(如SH-Navi1)的SoC器件的產(chǎn)品而開發(fā)的現(xiàn)有軟件資源都可以重新跟SH7776(SH-Navi3)一起使用,而無需修改。這有助于縮短系統(tǒng)開發(fā)所需的時(shí)間。
· 3-D圖形引擎
先進(jìn)的著色引擎采用了IMG的PowerVR SGX 3-D圖形IP,支持各個(gè)頂點(diǎn)和單個(gè)像素的陰影處理,從而實(shí)現(xiàn)了更加逼真的圖像渲染。使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)API OpenGL? ES*8保證嵌入式應(yīng)用的可升級性。
圖像識別處理功能
圖像處理要求在照相機(jī)和其它傳感器采集到的圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上識別駕駛環(huán)境的情況。SH7776采用了圖像識別處理IP,其通過更高的內(nèi)部并行化和加倍的總線寬度提供了比早期SH7774的IP約快3.5倍的處理性能。內(nèi)部處理已經(jīng)從8位上升到了16位格式,從而能夠支持高分辨率照相機(jī)。在眾多片上外設(shè)功能中,特別適于汽車圖像識別處理系統(tǒng)的是3通道視頻輸入接口和支持的分辨率高達(dá)WXGA(1,280 × 768像素)的雙通道顯示器功能。瑞薩科技公司還計(jì)劃推出具有近200種功能的圖像識別庫產(chǎn)品來簡化圖像識別應(yīng)用的開發(fā)。
· DDR3-SDRAM存儲器接口
SH7776具有用于連接高速DDR3-SDRAM、工作頻率為533MHz的雙通道16位專用總線接口,能夠?qū)崿F(xiàn)最高速度為4.27Gb/s的超高速數(shù)據(jù)傳輸??梢酝瑫r(shí)訪問專用總線的2條通道。例如,DDR存儲器的各個(gè)模塊可以分別分配給圖形顯示器和CPU,從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高級圖形顯示和高速處理,或者各個(gè)模塊被分配給2個(gè)CPU內(nèi)核。
資源分配可以根據(jù)產(chǎn)品概念來進(jìn)行,從而為提升系統(tǒng)性能提供了一種簡便方法。
· 封裝
采用的封裝為653-引腳BGA(25 mm × 25 mm)。
· 開發(fā)環(huán)境
E10A-USB片上調(diào)試仿真器的多核版本可用作開發(fā)環(huán)境。它支持并行執(zhí)行、并行中斷、單CPU中斷和重新執(zhí)行以及同步調(diào)試功能,從而為開發(fā)人員提供了極大的靈活性。
還提供具有如下特性的用戶系統(tǒng)開發(fā)參考平臺,從而讓用戶能夠進(jìn)行有效的系統(tǒng)開發(fā)。
(1) 包含面向汽車信息系統(tǒng)的外設(shè)電路,從而為用戶系統(tǒng)提供了準(zhǔn)確的器件驗(yàn)證環(huán)境。
(2) 可用作應(yīng)用軟件等的軟件開發(fā)工具。
(3) 輕松添加定制用戶功能。
除了上述開發(fā)環(huán)境,目前正在開發(fā)分布式功能系統(tǒng)構(gòu)建支持技術(shù),它可以簡化采用多核產(chǎn)品的分布式功能系統(tǒng)的開發(fā)。將于2009年晚期開始供應(yīng)該產(chǎn)品。
在分布式功能系統(tǒng)中,多核處理器的各個(gè)CPU內(nèi)核均被分配給特性或功能不同的獨(dú)立系統(tǒng)(領(lǐng)域)。各個(gè)CPU內(nèi)核協(xié)同工作,為整個(gè)系統(tǒng)提供聯(lián)合操作。瑞薩科技公司的分布式功能系統(tǒng)構(gòu)件支持包括可以在多個(gè)領(lǐng)域的OS之間實(shí)現(xiàn)集成的通信接口技術(shù) - EXREAL-ExARIA*9 - 和可以防止OS間干擾的技術(shù) - EXREAL-ExVisor*9。它消除了為實(shí)現(xiàn)多核協(xié)同工作而構(gòu)建新型復(fù)雜軟件的需求,并且允許重新使用很多最初設(shè)計(jì)用于單OS系統(tǒng)的現(xiàn)有軟件資源。這樣就能夠利用多核產(chǎn)品在短時(shí)間內(nèi)構(gòu)建分布式功能系統(tǒng)。并且,它為多個(gè)運(yùn)行不同的OS的CPU內(nèi)核實(shí)現(xiàn)了可靠操作。
瑞薩科技公司通過下列手段不斷推動(dòng)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)市場的進(jìn)步:及時(shí)推出新產(chǎn)品來滿足市場需求,利用多核技術(shù)開發(fā)新型SoC器件來提升CPU性能、提高速度和為高端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)先進(jìn)功能,以及通過能夠?yàn)榈投撕椭屑壪到y(tǒng)提供高性能和先進(jìn)功能的產(chǎn)品而一路向前。
< 注釋 >
1. 資料來源:瑞薩科技公司的估計(jì)值基于Strategic Analytics公司提供的數(shù)字。
2. SH-Navi系列:面向信息終端(如汽車導(dǎo)航系統(tǒng))、基于瑞薩科技公司SuperH? 32位RISC CPU內(nèi)核的SoC產(chǎn)品系列。目前,該系列的3款產(chǎn)品均已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段,包括帶有片上圖像識別處理引擎的SH7774。
· SuperH?是瑞薩科技公司的商標(biāo)。
3. 圖形用戶界面(GUI):一種用戶界面,在那里信息以圖形的方式顯示,并且可以通過點(diǎn)擊器件之類的方式進(jìn)行直觀操作。
4. PowerVR是英國Imagination科技有限公司的商標(biāo)或注冊商標(biāo)。
5. PCI Express接口:一種用于串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎/O接口。
6. 串行ATA接口:用于連接個(gè)人計(jì)算機(jī)和存儲器件(如硬盤驅(qū)動(dòng)器)的IDE(ATA)標(biāo)準(zhǔn)的延伸。
7. GPS代表“全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)”。
8. OpenGL?ES是美國行業(yè)領(lǐng)袖Silicon Graphics公司開發(fā)的、用于實(shí)現(xiàn)3-D圖形處理的編程接口,其特點(diǎn)在于平臺獨(dú)立性。它是用于嵌入式系統(tǒng)的API,相當(dāng)于OpenGL的子集。標(biāo)準(zhǔn)制定組織Khronos Group規(guī)定了其指標(biāo)。
9. EXREAL-ExARIA和EXREAL-ExVisor:這些是與Hitachi公司合作開發(fā)的,是一項(xiàng)面向采用瑞薩科技公司Exreal Platform?(其提供了集成式解決方案,從片上系統(tǒng)(SoC)器件到用戶系統(tǒng)開發(fā))中使用的多核架構(gòu)的分布式功能系統(tǒng)的技術(shù)。(Exreal Platform?是主平臺,為獨(dú)立專用平臺的開發(fā)提供了基礎(chǔ)。)
* 上面提到的其他產(chǎn)品名稱、公司名稱或品牌均為其各自所有者的財(cái)產(chǎn)。
< 典型應(yīng)用 >
· 汽車信息終端:汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等
· 游戲控制臺等
< 日本售價(jià) > *僅供參考
產(chǎn)品名稱
封裝
樣品價(jià)格[含稅](日元)
SH7776 (R8A77760DBGV)
653-引腳BGA
12,000
項(xiàng)目
SH7776的技術(shù)指標(biāo)
產(chǎn)品編號
R8A77760DBGV
電源電壓
1.25V(內(nèi)部)/3.3V、1.5V(外部)
最高工作頻率
533 MHz
處理性能
1,920 MIPS、7.46 GFLOPS(在533MHz的頻率下)
CPU內(nèi)核
SH-4A內(nèi)核 × 2
片上RAM
ILRAM: 8 KB + OLRAM: 16 KB
高速緩沖存儲器
高速緩沖存儲器:劃分為32 KB指令/32 KB數(shù)據(jù) × 2
4路組相聯(lián)高速緩存相關(guān)性支持
外部存儲器
支持通過總線寬度為16位的專用DDR3總線連接DDR3-SDRAM(DDR1066)模塊的2條通道(可以同時(shí)訪問專用總線的2條通道)
最高工作頻率:533 MHz
支持SRAM或ROM到擴(kuò)展總線的直接連接
擴(kuò)展總線
地址空間:64 MB × 6
主要的片上外設(shè)功能
瑞薩圖形處理器(2-D/3-D)、3-D圖形引擎
顯示單元 × 2通道
視頻輸入接口 × 3通道
圖像識別處理加速器
失真補(bǔ)償模塊
串行ATA接口
SD*1主機(jī)接口 × 2通道
AAC編碼加速器
用于聲音接口的I/O × 5通道
USB 2.0 Host/Function接口
TS接口
GPS基帶處理模塊
FM多路解碼器
PCI Express接口
專用DMAC × 26通道
控制器局域網(wǎng)(CAN)*2接口 × 1通道
媒體本地總線接口 × 1通道
串行通信接口(SCIF)× 9通道
I2C總線接口 × 2通道
串行外設(shè)接口(HSPI)× 2通道
媒體處理串行總線(MTS-B)接口
遠(yuǎn)程控制接口 × 1通道
定時(shí)器 × 11通道
A/D轉(zhuǎn)換器接口(12位)× 1通道
中斷控制器(INTC)
時(shí)鐘脈沖發(fā)生器(CPG):集成式PLL
片上調(diào)試功能
溫度傳感器
低功耗模式
休眠模式
輕度休眠模式
時(shí)鐘停止模式
DDR-SDRAM電源后備模式
封裝
653-引腳BGA(25 mm × 25 mm)
注釋:1. SD存儲卡是一種小型存儲卡,其技術(shù)指標(biāo)最初是由3C(松下公司、東芝公司和SanDisk公司)制定的,并且SD卡協(xié)會(huì)(SDA)已對其進(jìn)行了擴(kuò)展。
要在產(chǎn)品中使用SD存儲卡接口,必須先獲得SD卡許可。
2 CAN代表“控制器局域網(wǎng)(Controller Area Network)”,是德國Robert Bosch公司推廣的汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)范。