汇聚式处理器满足扩展性需求
当前嵌入式系统设计中,基于MCU、DSP、FPGA及ASIC的解决方案占据了超过90%的市场份额,这些方案各自在成本、功耗、集成度以及开发环境支持上具有不同的特点,而单就设计的可扩展性而言,DSP通常能提供比竞争性解决方案更强大的处理能力,为功能扩展提供了足够的性能裕量,而且基于软件的实现方式具有无可比拟的灵活性和扩展性优势。
近年来,随着主流的DSP提供商在新产品中实现更多外设组件集成,以及功耗和成本的大大降低(部分DSP芯片低至5美元以下),DSP在嵌入式系统领域的竞争力日益提升。特别是融合了MCU在控制管理功能和DSP在算法实现上优势的汇聚式处理器,为嵌入式系统设计工程师提供了极具吸引力的嵌入式系统方案选项。下面的内容将以Blackfin汇聚式处理器为例,展示在几类典型应用中如何以可扩展性取胜。
Blackfin处理器是目前市场上唯一的汇聚式处理器产品,是ADI公司基于由ADI和Intel公司联合开发的微信号架构,将32位RISC指令集和双16位乘法累加信号处理功能与通用型微控制器所具有的易用性组合在一起。该架构适于全信号处理/分析能力,同时还可在单核器件或双核器件上提供高效RISC MCU控制任务执行能力。这种汇聚架构可满足当前大多数系统需要进行数据处理、实现各种算法、通信功能的软件实现以及对各种系统控制功能的支持。Blackfin的几十个DMA通道和可灵活配置的高速缓存很好地满足了众多嵌入式系统对大运算量、高数据吞吐率的要求,十级流水线使得Blackfin具有很强的指令并行执行能力。
目前,Blackfin处理器拥有6大系列数十个型号的产品,产品系列之间良好的代码兼容性可确保产品升级后的IP重用。与竞争解决方案相比,Blackfin处理器具有显著的高性能优势,能确保基于Blackfin处理器的方案在进行功能扩展时拥有足够的性能裕量。在集成的外设配置上,Blackfin处理器集成了广泛的接口类型(UART、SPORT、SPI、TWI、GPIO等),部分型号的产品中集成了特定应用所需的各种重要的外设,例如,工业应用的PWM单元、模数转换器、支持电力线通信的IEEE-1588标准的模块、支持程序和数据保密功能的Lockbox一次性可编程存储器。