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Blackfin家族添新丁,單核DSP作戰(zhàn)高性能功耗比

原創(chuàng)
2014/07/14
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Blackfin處理器ADI專為滿足嵌入式音頻、視頻和通信應用計算要求和功耗約束條件而設計的新型16/32位嵌入式處理器,適合多格式音頻、視頻、語音和圖像處理、多模式基帶和分組處理、控制處理以及實時安全等融合式細分應用。

Blackfin基于微信號架構(MSA),它將一個32位RISC型指令集和雙16位乘法累加(MAC)信號處理功能與通用型微控制器所具有的易用性組合在了一起。這種處理特征的組合使得Blackfin處理器能夠在信號處理和控制處理應用中均發(fā)揮上佳的作用——在許多場合中免除了增設單獨的異類處理器的需要。

2012年,ADI面向高級汽車輔助駕駛系統(tǒng)、工業(yè)機器視覺和安防/監(jiān)控系統(tǒng)推出了雙核的Blackfin處理器ADSP-BF60x系列。日前,ADI帶來了Blackfin處理器的最新一代產品ADSP-BF70x系列,在擴展和平衡Blackfin家族單雙核產品的同時,目標指向智能樓宇和音頻處理兩大快速增長領域。

ADI Processor-DSP部門亞洲區(qū)域經理陸磊表示,BF70x作為一款單核的處理器,最顯著的特點就是功耗非常低。BF70x在同樣的主頻或性能下,功耗大約是競爭對手產品的一半。

俯瞰消費電子到工業(yè)應用的各個領域,實時性能、功耗以及系統(tǒng)集成度已經成為了各類處理器共通的三大需求。其中,隨著系統(tǒng)的集成度越來越高,復雜系統(tǒng)對安全性、健康性以及穩(wěn)定性的要求就越來越高,這就需要能夠融合且平衡的滿足這些需求的處理器。

兩大目標領域:智能樓宇和音頻處理

  • 智能樓宇

據預測,到2018年智能樓宇將帶來超過500億美元的市場,全球超過2億的傳統(tǒng)PIR傳感器監(jiān)測系統(tǒng)將在今后的五年內逐步轉向高級的監(jiān)測系統(tǒng),例如CMOS成像器+DSP處理器的方式。后者的好處是,樓宇系統(tǒng)可以檢測到房間內是否有人,并智能的控制房間的電燈、空調等設備,從而整體降低樓宇的能源消耗。

但是,多傳感器和DSP帶來的供電問題一直是智能樓宇產品的發(fā)展阻礙,所以低功耗的、具備無線功能的智能器件成為了推動該市場的關鍵。

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  • 音頻處理

全球的音頻市場究竟有多大?

從2013年的情況來看,全球搭載電子器件的樂器銷售額已經超過了27億美元,吉他效果器的銷售數量達到了126萬臺。2010年以來,在行業(yè)經濟下滑的情況下,手持式數字記錄器的單位銷售額卻同比增長5%,且電子舞曲樂器市場呈現爆炸式增長,其中數字DJ混音器和控制器相比2010年增長了三倍,年銷售額已經超過1億美元。

憑借技術的快速發(fā)展、音效器成本的降低以及社交網絡的普及,加之音樂愛好者一貫的“寧愿不吃飯,也要買新效果器”的精神,預計全球電子樂器的銷售額還會大幅攀升。

陸磊表示,ADI的Blackfin和SHARC兩大處理器系列一直在音頻處理市場占有很強的地位,主要的應用就包括電子音效器、音視頻接收器、數字手持錄音機等。另一方面,隨著汽車制造商對日益嚴厲的節(jié)能標準做出反應,有源噪聲消除系統(tǒng)正在成為一個重要的音頻應用領域。

汽車中的有源噪聲系統(tǒng)因為需要通過布置多個麥克風數字信號處理單元來控制噪聲,所以帶來了一些器件成本的增加,但卻降低了整車在隔音設計上的成本,同時整車的重量、能耗方面也可以降低,所以從長遠來看,車內有源噪聲消除系統(tǒng)符合綠色能源發(fā)展的趨勢。

“為了滿足用戶對音頻處理的高要求,設計人員更傾向選擇32位的低功耗運算處理系統(tǒng),所以BF70x非常適合以上提到的各類音頻應用?!标懤趶娬{說。

單核作戰(zhàn),主攻高性能功耗比

相比基于Blackfin內核的上一代產品,BF70x可以支持單周期2個16位或一個32位的復數運算、增設1MB容量的SRAM以及400MHz主頻下實現低于95mW的超低功耗。所以BF70x在性能上總體提升了20%以上。

ADSP-BF51x與ADSP-BF70x結構對比

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陸磊解釋說,400MHz主頻下低于95mW的功耗在業(yè)界屬于遙遙領先的指標。由于BF70x采用了新的內核和工藝,所以它在400MHz、800MHz等主頻下的功耗都只有競爭對手的一半。同時相比上一代BF51x的單核產品,BF70x的功耗節(jié)省了35%。

此外,BF70x通過片內的硬件加速單元實現加解密、認證等計算,從而使客戶免于擔心軟件和算法被盜版的問題。

陸磊補充說,實際上BF70x可以支持數字簽名功能。往往黑客在用戶的代碼中加入自己的代碼,但有了數字簽名后,硬件計算后一旦發(fā)現兩個數字簽名不匹配,程序便會停止執(zhí)行,并判定為有人加入了惡意代碼。這樣一來,代碼在使用中可以保證一定是原始的,任何的改動都無法使程序進行下去,而它是目前簡單的128、256等加密方式所無法實現的。

外擴方面,BF70x集成了更多的接口,包括USB 、SD、CAN和DDR2。針對一些傳統(tǒng)的接口,BF70x開始支持4通道的SPI,吞吐速度可以達到每秒25MB,這就比傳統(tǒng)的SPI快了很多。

ADSP-BF70x功能框圖

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客戶服務策略:擴大第三方網絡

針對BF70x產品,客戶可以在ADI推出的CCES(Crosscore Embedded Studio)集成軟件平臺下,統(tǒng)一完成所有的調試、編譯等工作,并可享用到BF70x的評估板和配套的JTAG仿真器。此外,BF70x在代碼方面完全兼容于上一代的Blackfin,客戶可以進行無縫的移植。

基于Blackfin上市十幾年來的經驗積累,ADI目前已經可以提供成熟的軟件庫供用戶進行下載和系統(tǒng)的搭建。以音頻處理為例,BF70x目前支持杜比DTS的編解碼器。只要客戶拿到杜比DTS的授權,ADI便可以免費的提供BF70x以及Blackfin其他系列的軟件庫。

免費的軟件庫還包括MP3、WMA9,以及后期處理的異步數據轉換、均衡器等,所有的音頻乃至視頻、圖象處理的軟件庫都可以在ADI官網中找到。

除了剛才提到的軟硬件支持,Blackfin系列還積累了豐富的第三方資源,并逐步擴張。目前國內的遠景蔚藍、東方迪碼已經是ADI的長期第三方伙伴,一起為客戶提供從工具到算法的系統(tǒng)解決方案。

目前,BF70x在千片訂量下的單片價格為3.99美金起,已經開始提供樣片,預計在明年實現量產。

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ADI

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亞德諾半導體全稱為亞德諾半導體技術有限公司(analog devices,inc.)簡稱ADI。是一家專營半導體傳感器和信號處理ic的卓越的供應商,ADI將創(chuàng)新、業(yè)績和卓越作為企業(yè)的文化支柱,并基此成長為該技術領域最持久高速增長的企業(yè)之一。ADI是業(yè)界卓越的半導體公司,在模擬信號、混合信號和數字信號處理的設計與制造領域都發(fā)揮著十分重要的作用。

亞德諾半導體全稱為亞德諾半導體技術有限公司(analog devices,inc.)簡稱ADI。是一家專營半導體傳感器和信號處理ic的卓越的供應商,ADI將創(chuàng)新、業(yè)績和卓越作為企業(yè)的文化支柱,并基此成長為該技術領域最持久高速增長的企業(yè)之一。ADI是業(yè)界卓越的半導體公司,在模擬信號、混合信號和數字信號處理的設計與制造領域都發(fā)揮著十分重要的作用。收起

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