ADI SHARC處理器大升級 應(yīng)對DSP發(fā)展新潮流

現(xiàn)代電子系統(tǒng)每天都要面對海量的數(shù)據(jù)，如果把處理工作交給CPU來做，將會使系統(tǒng)徹底陷入癱瘓。DSP的重要性就體現(xiàn)出來了，作為一個大數(shù)據(jù)專家，它能完成任何艱巨的任務(wù)，讓CPU專心于統(tǒng)攬大局。

這些年，DSP在工業(yè)、汽車、專業(yè)音頻領(lǐng)域越加活躍，而這些行業(yè)的快速發(fā)展，也促使DSP技術(shù)不斷進(jìn)步。

據(jù)ADI工業(yè)市場經(jīng)理陸磊介紹，DSP的技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)五大趨勢，一是內(nèi)嵌在更大器件中的功能；二是功耗預(yù)算內(nèi)的性能，也就是保持較低的功耗水平；三是要應(yīng)對軟件IP保護(hù)和安全網(wǎng)絡(luò)連接的需求增長；四是要應(yīng)對越來越高的代碼復(fù)雜度；第五則是要有高可靠性和長期供貨能力。

DSP最大的挑戰(zhàn)來自于實(shí)時(shí)算法的復(fù)雜程度在不斷增加，這是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對數(shù)字信號處理的要求不斷提高所致。

ADI最近推出的ADSP-SC58x/ADSP-2158x是其久負(fù)盛名的“SHARC”處理器家族最新一員，其能夠適應(yīng)最新的技術(shù)潮流嗎？讓我們具體來看。

ADSP-SC58x/ADSP-2158x采用了最新的SHARC+內(nèi)核，處理性能可達(dá)到24GFLOPS。FLOPS是衡量處理器浮點(diǎn)運(yùn)算能力的指標(biāo)。為什么看重浮點(diǎn)運(yùn)算能力，因?yàn)楝F(xiàn)在越來越多的算法會用浮點(diǎn)算法實(shí)現(xiàn)。陸磊總結(jié)了其中的三大原因，“第一，客戶的算法需要更多的字長和更大的計(jì)算的動態(tài)范圍，這時(shí)候浮點(diǎn)比定點(diǎn)就有天生的優(yōu)勢；第二，產(chǎn)品開發(fā)和上市時(shí)間在不斷的縮短，客戶不希望花太多的時(shí)間做浮點(diǎn)算法到定點(diǎn)算法轉(zhuǎn)化的工作，直接用浮點(diǎn)算法性能來實(shí)現(xiàn)的話，就可以加快上市周期；第三個原因，就是在于浮點(diǎn)處理器或者浮點(diǎn)算法的成本，總體上來說在不斷的下降。”

很多老用戶一直在使用SHARC處理器，因?yàn)樗哂懈咝阅蹹MA，數(shù)據(jù)吞吐量很高，L1 RAM的容量也遠(yuǎn)超業(yè)界水平，還有很多的數(shù)字音頻接口。SHARC+在繼承這些優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，又有了大幅的性能提升，可以支持64位雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算，將傳統(tǒng)的32位尋址改為8位尋址（節(jié)省了很多內(nèi)存），很適合進(jìn)行高精度編程開發(fā)。

新產(chǎn)品的另一個特點(diǎn)是引入了ARM Cortex-A5內(nèi)核。在SC58x當(dāng)中，ARM核將同SHARC內(nèi)核協(xié)同工作，管理MLB、CAN、PCIe等接口。這也是順應(yīng)潮流的一個做法，ARM核已經(jīng)是工業(yè)應(yīng)用的一個標(biāo)配，加入ARM核將使新器件能更好地融合進(jìn)系統(tǒng)中。

在某些應(yīng)用中，光有SHARC內(nèi)核是不足以勝任的，所以ADI又增加了高速的硬件加速器，可以支持FFT、iFFT算法，還具備FIR和IIR，以及用于電機(jī)控制的SINC濾波器和加解密算法等；“特別是在進(jìn)行加密運(yùn)算的時(shí)候，如果用SHARC+內(nèi)核來做，會浪費(fèi)很多資源，這時(shí)用硬件加速器，將會既保證質(zhì)量又不犧牲整體性能”，陸磊說。

ADSP-SC58x/ADSP-2158x的總運(yùn)行功耗小于2W，在這么低的功耗下，器件的熱管理部件（散熱器或風(fēng)扇）就可以省去。這樣，即節(jié)省了系統(tǒng)成本，還增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

為了增加對客戶IP和網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)，芯片增加了安全加密引擎，與片內(nèi)OTP搭配使用，可以實(shí)現(xiàn)快速安全引導(dǎo)和網(wǎng)絡(luò)安全性的提升。同時(shí)，還在內(nèi)存上增加了ECC和CRC校驗(yàn)，給數(shù)據(jù)加上了多重防護(hù)鎖。

DSP的功能強(qiáng)大，但是開發(fā)相對不易。ADI在開發(fā)工具上也進(jìn)行了改進(jìn)。開發(fā)軟件CCES（CrossCoreEembedded Studio）集成了ARM和SHARC的調(diào)試開發(fā)環(huán)境，可以同時(shí)調(diào)試SHARC+核和ARM核，解決了以前要分開仿真調(diào)試的問題。整個系統(tǒng)的驅(qū)動還被獨(dú)立出來，做成系統(tǒng)服務(wù)和設(shè)備驅(qū)動程序，稱為SSDD，以源代碼形式提供給客戶，可以進(jìn)行修改。同時(shí)，傳統(tǒng)DSP上的音頻算法庫也會提供給客戶，極大縮短了開發(fā)時(shí)間。

新產(chǎn)品系列包括了八款器件，所有的產(chǎn)品都是管腳和代碼兼容的，和老一代的產(chǎn)品也是兼容的。“ADI在保證產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)，還可以在產(chǎn)品發(fā)布后10年以上長期供貨”，陸磊強(qiáng)調(diào)，“SC58X和2158X的推出將會鞏固ADI在音頻和工業(yè)領(lǐng)域上的領(lǐng)先地位。”