玩轉(zhuǎn)DSP性能與功耗之間的“零和游戲”

“因?yàn)閐sp牽扯到高速運(yùn)算，所以功耗不會(huì)降到很低，”提及dsp的低功耗，一個(gè)工程師朋友小丁如是說(shuō)。而德州儀器的16位單片機(jī)msp430似乎成了其“低功耗”的代名詞。　　然而，近幾年來(lái)，無(wú)論規(guī)模大小，處理器的客戶(hù)都只單純希望供應(yīng)商專(zhuān)注于提高器件性能，但差不多從2007年開(kāi)始，人們的想法發(fā)生了變化。開(kāi)發(fā)人員現(xiàn)在首先要面對(duì)的問(wèn)題是“我的設(shè)計(jì)在功耗方面有一定的限制，德州儀器如何在這方面幫我更多？”ti 首席科學(xué)家方進(jìn) (gene frantz) 在提及客戶(hù)的反饋時(shí)說(shuō)?！　∽匀?，處理器的低功耗問(wèn)題也逐漸浮出水面，并有望成為下一個(gè)兵家的必爭(zhēng)之地。工程師在探索新一代醫(yī)療、音頻、工業(yè)以及新興應(yīng)用的設(shè)計(jì)方案時(shí)，發(fā)現(xiàn)如何在處理器的性能與功耗之間達(dá)成平衡一直是一種此消彼長(zhǎng)的“零和游戲”?！　榇?，德州儀器日前宣布推出取得突破性進(jìn)展的低功耗處理器發(fā)展策略，在四條產(chǎn)品線(xiàn)上推出超過(guò)15 種新型產(chǎn)品，期望在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中奪得頭籌?！　『沃^低功耗？　　那么，就在“低功耗”成為ic企業(yè)不得不談的話(huà)題時(shí)，所有芯片的性能幾乎全都瞄準(zhǔn)在低功耗、高性能，dsp自然也不例外。很多年來(lái)，客戶(hù)一直有三個(gè)訴求：即dsp要效能更好、功耗更低而且浮點(diǎn)精準(zhǔn)度更高?！　∪欢c以往不同的是，“過(guò)去客戶(hù)是將這三個(gè)要求分開(kāi)看的，但最近越來(lái)越走向融合，而所有的訴求最終集中在了低功耗方面，”德州儀器亞洲區(qū)dsp/eee業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理sam siu對(duì)電子工程世界記者說(shuō)?！　〉轮輧x器亞洲區(qū)dsp/eee業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理sam siu　　提及低功耗，可以想到很廣的應(yīng)用范圍，尤其是便攜式產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展。然而，不同便攜式產(chǎn)品對(duì)電池的壽命有不同要求，短到幾分鐘、幾小時(shí)，長(zhǎng)達(dá)幾星期、幾個(gè)月（智能手表、便攜式監(jiān)控器、檢查器等），有的甚至達(dá)到半年，而對(duì)于長(zhǎng)達(dá)半年的應(yīng)用方面，德州儀器的msp430在其中擁有很好的表現(xiàn)，因此，本次新推出的低功耗處理器系列更多的是針對(duì)此類(lèi)范圍之外的應(yīng)用，主要有以下三類(lèi)：　　第一：一些需要插入電源的產(chǎn)品，如車(chē)載免提套件、樂(lè)器以及便攜觸摸屏等，這樣的產(chǎn)品充電后電池可使用的時(shí)間要求幾分鐘到幾小時(shí)?！　〉诙撼潆姾罂梢怨ぷ饕惶斓漠a(chǎn)品，如條碼掃描儀、軟件無(wú)線(xiàn)電、多參數(shù)醫(yī)療設(shè)備等，dsp主要用來(lái)解碼。　　第三，充電后可持續(xù)的時(shí)間要求更長(zhǎng)，約為幾個(gè)星期。如電子書(shū)、音頻播放器以及數(shù)碼聽(tīng)診器等，其中，數(shù)碼聽(tīng)診器是新興的應(yīng)用，大多數(shù)醫(yī)生所用的還是模擬聽(tīng)診器?！　〉?，人們的需求是無(wú)止境的，所以對(duì)低功耗的定義也是在不斷改變的。也許今天需要幾個(gè)小時(shí)待機(jī)時(shí)間的產(chǎn)品，明天已經(jīng)需要一天，甚至更長(zhǎng)時(shí)間了，即對(duì)功耗的要求越來(lái)越低?！　≌轻槍?duì)這種不同的需求，德州儀器此次預(yù)計(jì)推出4個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)的低功耗處理器，包括15款dsp處理器，其中包括業(yè)界最低功耗定點(diǎn)dsp c550x（2009年q1推出）、業(yè)界最低功耗浮點(diǎn)dsp c674x（2008年q4推出）、最低功耗與高性能的c640x以及高度集成與低功耗的omap—l1x。　　縱觀德州儀器的產(chǎn)品線(xiàn)，在低功耗方面c5000平臺(tái)一直服務(wù)于低功耗的應(yīng)用，這是一個(gè)誕生于1995年的產(chǎn)品系列，目前已經(jīng)有34款產(chǎn)品，主要用于手機(jī)等產(chǎn)品上。而最新推出的c550x是c500產(chǎn)品功耗的一半，最大限度地延長(zhǎng)電池使用壽命。這種新型 dsp 擁有大容量的片上存儲(chǔ)器與經(jīng)過(guò)優(yōu)化的 fft 協(xié)處理器，可用于加快分析速度，同時(shí)還能將深度休眠模式下的內(nèi)核功耗降至 6.8 μw 的水平，工作模式下的總功耗降至 46 mw，功耗水平僅相當(dāng)于現(xiàn)有 c5000器件的一半。諸如多參數(shù)醫(yī)療、降噪耳機(jī)以及便攜式音頻/音樂(lè)錄制等應(yīng)用都將受益于 c550x dsp 的高性能與外設(shè)組合，現(xiàn)在已可在其網(wǎng)站拿到c550x數(shù)據(jù)資料。　　c674x dsp是業(yè)界最低功耗浮點(diǎn)dsp，借助浮點(diǎn) dsp，開(kāi)發(fā)人員將能夠首次為音頻、醫(yī)療、工業(yè)及其它需要高精度、寬動(dòng)態(tài)范圍的應(yīng)用提供便攜性，同時(shí)加速產(chǎn)品的上市進(jìn)程。c674x 器件的功耗為現(xiàn)有浮點(diǎn) dsp功耗的三分之一。支持 24位至32 位精確度，堪稱(chēng)業(yè)界功耗最低的浮點(diǎn) dsp。該產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于 2008 年第四季度推出，它在深度休眠模式下的功耗僅為 6 mw，，待機(jī)功率約為德州儀器現(xiàn)有dsp的1/20，工作模式下的總功耗也僅為 420 mw。該系列產(chǎn)品更多用于音響方面或者電子琴等。所以這一類(lèi)的應(yīng)用便攜設(shè)備專(zhuān)門(mén)用到電子琴可以用到2到3個(gè)小時(shí)，而且每100片的價(jià)格不足10美元。 　　c640x dsp 在功耗減半基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高性能：其功耗僅為當(dāng)前德州儀器c6000 dsp 平臺(tái)中高性能器件的一半，由于這個(gè)特點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以將其用于滿(mǎn)足包括軟件無(wú)線(xiàn)電、工業(yè)儀表以及新興市場(chǎng)需求等。該器件基于ti 高性能 c64+™ 內(nèi)核，深度休眠模式下的功耗僅為 6 mw，工作模式下的總功耗也僅為 415mw。通過(guò)與各種 omap-l1x 與 c674x 產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)引腳對(duì)引腳以及軟件兼容等特性，c640x 處理器可支持前所未有的可擴(kuò)展性，同時(shí)該產(chǎn)品將于 2009 年初上市?！　map-l1x