玩轉DSP性能與功耗之間的“零和游戲”

“因為dsp牽扯到高速運算，所以功耗不會降到很低，”提及dsp的低功耗，一個工程師朋友小丁如是說。而德州儀器的16位單片機msp430似乎成了其“低功耗”的代名詞?！　∪欢?，近幾年來，無論規(guī)模大小，處理器的客戶都只單純希望供應商專注于提高器件性能，但差不多從2007年開始，人們的想法發(fā)生了變化。開發(fā)人員現(xiàn)在首先要面對的問題是“我的設計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 首席科學家方進 (gene frantz) 在提及客戶的反饋時說。　　自然，處理器的低功耗問題也逐漸浮出水面，并有望成為下一個兵家的必爭之地。工程師在探索新一代醫(yī)療、音頻、工業(yè)以及新興應用的設計方案時，發(fā)現(xiàn)如何在處理器的性能與功耗之間達成平衡一直是一種此消彼長的“零和游戲”。　　為此，德州儀器日前宣布推出取得突破性進展的低功耗處理器發(fā)展策略，在四條產(chǎn)品線上推出超過15 種新型產(chǎn)品，期望在未來的競爭中奪得頭籌?！　『沃^低功耗？　　那么，就在“低功耗”成為ic企業(yè)不得不談的話題時，所有芯片的性能幾乎全都瞄準在低功耗、高性能，dsp自然也不例外。很多年來，客戶一直有三個訴求：即dsp要效能更好、功耗更低而且浮點精準度更高。　　然而，與以往不同的是，“過去客戶是將這三個要求分開看的，但最近越來越走向融合，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)務發(fā)展經(jīng)理sam siu對電子工程世界記者說?！　〉轮輧x器亞洲區(qū)dsp/eee業(yè)務發(fā)展經(jīng)理sam siu　　提及低功耗，可以想到很廣的應用范圍，尤其是便攜式產(chǎn)品技術的發(fā)展。然而，不同便攜式產(chǎn)品對電池的壽命有不同要求，短到幾分鐘、幾小時，長達幾星期、幾個月（智能手表、便攜式監(jiān)控器、檢查器等），有的甚至達到半年，而對于長達半年的應用方面，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此類范圍之外的應用，主要有以下三類：　　第一：一些需要插入電源的產(chǎn)品，如車載免提套件、樂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間要求幾分鐘到幾小時?！　〉诙撼潆姾罂梢怨ぷ饕惶斓漠a(chǎn)品，如條碼掃描儀、軟件無線電、多參數(shù)醫(yī)療設備等，dsp主要用來解碼?！　〉谌潆姾罂沙掷m(xù)的時間要求更長，約為幾個星期。如電子書、音頻播放器以及數(shù)碼聽診器等，其中，數(shù)碼聽診器是新興的應用，大多數(shù)醫(yī)生所用的還是模擬聽診器。　　但是，人們的需求是無止境的，所以對低功耗的定義也是在不斷改變的。也許今天需要幾個小時待機時間的產(chǎn)品，明天已經(jīng)需要一天，甚至更長時間了，即對功耗的要求越來越低。　　正是針對這種不同的需求，德州儀器此次預計推出4個產(chǎn)品線的低功耗處理器，包括15款dsp處理器，其中包括業(yè)界最低功耗定點dsp c550x（2009年q1推出）、業(yè)界最低功耗浮點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?！　】v觀德州儀器的產(chǎn)品線，在低功耗方面c5000平臺一直服務于低功耗的應用，這是一個誕生于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，最大限度地延長電池使用壽命。這種新型 dsp 擁有大容量的片上存儲器與經(jīng)過優(yōu)化的 fft 協(xié)處理器，可用于加快分析速度，同時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，功耗水平僅相當于現(xiàn)有 c5000器件的一半。諸如多參數(shù)醫(yī)療、降噪耳機以及便攜式音頻/音樂錄制等應用都將受益于 c550x dsp 的高性能與外設組合，現(xiàn)在已可在其網(wǎng)站拿到c550x數(shù)據(jù)資料?！　674x dsp是業(yè)界最低功耗浮點dsp，借助浮點 dsp，開發(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、寬動態(tài)范圍的應用提供便攜性，同時加速產(chǎn)品的上市進程。c674x 器件的功耗為現(xiàn)有浮點 dsp功耗的三分之一。支持 24位至32 位精確度，堪稱業(yè)界功耗最低的浮點 dsp。該產(chǎn)品預計將于 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。所以這一類的應用便攜設備專門用到電子琴可以用到2到3個小時，而且每100片的價格不足10美元。 　　c640x dsp 在功耗減半基礎上實現(xiàn)高性能：其功耗僅為當前德州儀器c6000 dsp 平臺中高性能器件的一半，由于這個特點，系統(tǒng)設計人員可以將其用于滿足包括軟件無線電、工業(yè)儀表以及新興市場需求等。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。通過與各種 omap-l1x 與 c674x 產(chǎn)品實現(xiàn)引腳對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展性，同時該產(chǎn)品將于 2009 年初上市?！　map-l1x