SHARC處理器是ADI(亞德諾半導體)推出的具有高靈活性的單芯片設計和高端處理能力的浮點處理器,能夠更好地利用浮點處理精度,而不必犧牲系�(tǒng)功率預算、電路板空間或元件成�。SHARC處理器在18年的�(shù)字信號處理歷史中一直處于的地位�
“SHARC”是超級哈佛架構(gòu)(Super Harvard ARChitecture)的縮�,是ADI公司為他們的浮點處理器起的名�。SHARC處理器在標準哈佛架構(gòu)基礎上作了改�,不僅方便了PM(程序存儲�)總線上的�(shù)�(jù)傳送,并通過增加一個指令緩存優(yōu)化了基于緊密循環(huán)的計算過程的吞吐性能。改進后的架�(gòu)能夠同時存取�(shù)�(jù)和系�(shù),并同時從指令緩存執(zhí)行所選的指令,從而高效地實現(xiàn)了處理器的三總線操作模式�
新型 SHARC 2148x � SHARC 2147x 處理器具備專用的硬件加速器和獨立的計算單元以及 DMA 存儲映射,實�(xiàn)了后臺執(zhí)� FFT/FIT/IIR 信號處理工作的能力,可減輕內(nèi)核處理負�。存儲器的使用率是通過變量指令集架�(gòu) (VISA) 支持實現(xiàn)�(yōu)化的,這樣可以通過縮減指令操作碼大小,為應用代碼釋放多�30%的存儲空��
-- 應用聚焦:為高清音頻和家庭影院應用提供同類的價格/性能
集成以音頻為中心的外設和專用片上解碼器來實現(xiàn)高性能音頻�(chǎn)品設計,SHARC2148x 處理器使設計師能以不斷減小的外形尺寸開發(fā)出功能豐�、價格具有競爭力的高清音頻和家庭影院系統(tǒng)。SHARC 級別的算法處理因?qū)崿F(xiàn)�(yōu)美的音質(zhì)和數(shù)字音效而享譽音頻市�,現(xiàn)在也可用于要求低成本、單芯片電路板實�(xiàn)的消費級 AVR 系統(tǒng)�
-- 適合基于雷達的汽車電子應�/ADAS 的浮點精�
SHARC2147x 處理器提供的計算精度有利于提升基于雷達的 ADAS 性能,包括自適應巡航控制、盲點檢測及十字路口交通警�,為苛刻的安全應用實�(xiàn)的目標分辨、多目標跟蹤及實時系�(tǒng)響應。具備低功耗屬性并且能適應105攝氏度環(huán)境工作溫�,SHARC2147x 處理器滿足了汽車�(huán)境需求并且具有價格競爭力,可幫助降低 ADAS 選項整體價格,并加速消費者的接受和采��
-- 針對便攜式醫(yī)療設備的低功�、精密處�
對于診所、救護車和其它非�(yī)院環(huán)境下�(yī)療人員所配備的便攜式�(yī)療設�,低功� SHARC2147x 處理器也是理想選�?;?SHARC2147x 的醫(yī)療設備可確保高度精密的信號處�,可得到精確的病人數(shù)�(jù),方便醫(yī)療人員快速制定治療方��
-- 超高效率的電機控�
SHARC2148x 處理器為設計師提供他們所需的性能、處理精度及外設,以開發(fā)具有成本效益的新一代電機驅(qū)動和工業(yè)控制系統(tǒng)。設計師可以利用可視化開�(fā)軟件來實�(xiàn)算法,以獲得動態(tài)系統(tǒng)控制及更高的能效,同時減少設計復雜度并加快上市時��
-- 第三方生�(tài)系統(tǒng)� SHARC2148x � SHARC2147x 的支�
第三方合作伙伴為 SHARC2148x � SHARC2147x 系列提供增值的設計服務和技�(shù),其中包� AeVee Labs� Danville Signal Processing、DSP Concepts、Kaztek Systems � MathWorks ��
SHARC處理器的歷史——步
SHARC處理器最早起源于A DSP -21020。這個浮點單指令單數(shù)�(jù)(SISD)DSP實際上是一個不帶嵌入式存儲器或外設的獨立計算內(nèi)�。PM和DM(�(shù)�(jù)存儲�)存儲空間是通過連接到SRAM芯片的外部總線進行訪問�,通過JTAG接口對處理器進行編程和調(diào)��
ADSP-21020可以�33MHz時鐘頻率下工�,執(zhí)行單周期指令。ADSP-21020可以利用80位累加器完成32位或40位浮點和32位定點運�,是ADI公司�1991年推向市場的突破性產(chǎn)品。這種�(nèi)核技�(shù)是ADI公司對浮點性能和創(chuàng)新做出承諾的起始��
集成與創(chuàng)新:SHARC的誕�
款真正的SHARC處理器是ADSP-21060。ADI公司在ADSP-21020�(nèi)核產(chǎn)品的基礎上開�(fā)出了一個完全集成的處理器,其中包括了用于控制集成外設的 DMA 流量的片上SRAM和I/O處理��
ADSP-21060浮點處理器是1994年進入市場�,當時被認為是DSP性能和創(chuàng)新方面的水平�
SHARC�(nèi)核能夠在一個周期內(nèi)以高�40MHz的速度�(zhí)行計�,并且增加了I/O處理器,能夠在不增加任何�(nèi)核開銷的條件�,在外設和雙端口4Mb SRAM存儲器之間高速傳輸數(shù)�(jù)�
為了進一步提高最終用戶的系統(tǒng)性能和可擴展�,ADI設計團隊著手�(chuàng)建允許多處理器系�(tǒng)能共享數(shù)�(jù)并且開銷很小的機�。在外部端口邏輯中增加了一個簇總線控制�,可以無縫地進行處理器間的并行數(shù)�(jù)通信,每個簇最多可以有6個處理器。這種突破性技�(shù)允許系統(tǒng)架構(gòu)師以高達240MBps的帶寬從主處理器向指定從處理器的�(nèi)存直接傳送大量數(shù)�(jù),或使用廣播模式向簇中的所有從器件直接�(fā)送數(shù)�(jù)�
使用ADI的鏈路端口專利技�(shù)還能實現(xiàn)處理器間的高速通信。每個ADSP-21060集成�6個獨立的鏈路端口用于點到點通信,因此可以實�(xiàn)額外�240MBps的I/O帶寬�
由于具有這種真正平衡的架�(gòu)和擴展功�,SHARC處理器被廣泛用于運算強度大的應用,如�(yī)療成�、軍事雷達和電子游戲��
也許讓人不敢相信,具有這種功能的處理器�15年前就推向市場了,但讓許多人更加驚奇的是,這種處理器目前還在繼�(xù)為用戶所�!這是SHARC架構(gòu)性能的良好擴展性以及ADI公司對質(zhì)量和用戶滿意做出承諾的證��
第二代SHARC處理器將處理性能提升到了新的層次,它將內(nèi)核架�(gòu)擴展為單指令多數(shù)�(jù)(SIMD)系統(tǒng),并將內(nèi)核時鐘頻率提高到100MHz。ADSP-2116x系列處理器保持了與ADSP-2106x SISD處理器的源代碼的完全兼容�,而且�(jīng)過少量代碼修改就能讓用戶�(fā)揮新增加的并行運算單�(寄存器文�+乘法�+ALU+桶式移位�)的作�,與上一代SHARC相比可以將周期性能指標提高一��
為了在不降低周期性能的條件下方便到這個新增加的運算單元的�(shù)�(jù)傳送,�(nèi)部的PM和DM�(shù)�(jù)總線寬度都增加到�64�,同時在ADSP-21161上集成了48位寬100MHz SDRAM控制器來增加I/O�(shù)�(jù)傳送帶�,從而能�?qū)崿F(xiàn)高達600MBps帶寬的數(shù)�(jù)傳送能��
就像上一代SISD SHARC一�,第二代SHARC保留了支持簇總線系統(tǒng)架構(gòu)的多處理器無膠合連接,以及通過鏈路端口的點到點連接,使性能升級路線圖更加簡單清��
就像上一代SISD SHARC一�,第二代SHARC系列器件被醫(yī)�、工�(yè)和軍事應用所廣泛采用,而且由于額外集成了支持時分復�(TDM)和I2S格式的串行端�(SPORT),音響和高端消費/汽車音響設備很快地利用到了該處理器的浮點運算提供的大動態(tài)范圍�(yōu)勀�
第三代SHARC處理器開始跳出多處理器應用空�,主動迎接新的挑�(zhàn)。由于在音頻應用中具有明顯的浮點處理�(yōu)�,SHARC技�(shù)開發(fā)的重點開始轉(zhuǎn)向以系統(tǒng)成本努力增加片上處理功能�
以這個目標開�(fā)并推向市場的� 處理� 是A DSP -2126x系列。就像ADSP-2116x一�,ADSP-2126x采用SIMD架構(gòu)使運算性能�。除了將�(nèi)核性能翻倍達�200MHz�,ADSP-21266處理器還� SHARC 系列中內(nèi)置片上掩膜ROM的產(chǎn)品。集�4Mb ROM降低了系�(tǒng)復雜性和成本,將曾經(jīng)給人們留下“高成本”印象的浮點型DSP推向了消費類音頻領域�
為了進一步降低硬件系�(tǒng)設計的復雜性,ADI公司開發(fā)出了名為“數(shù)字應用接口�(DAI)的創(chuàng)新性外�。與以前的SHARC和同類競爭性產(chǎn)品將引腳功能固定下來不同,DAI允許用戶將任何外設功能分配到他們想要的任意一個外部引�。對于音頻系�(tǒng)來說,這意味著當系�(tǒng)輸入輸出要求�(fā)生改變時,音頻時鐘域可以隨時通過軟件分配到引腳并路由到串行端�。這種靈活性可以顯著減少為了支持特殊系�(tǒng)�(guī)范所需的外部引腳數(shù)�,有助于硬件設計的簡化,幫助用戶進一步降低成��
第三代SHARC中引入的DAI能顯著減少引腳數(shù)量和降低成本的例��
ADSP-2136x繼承了ADSP-2126x節(jié)省成本的�(yōu)�,并增加了先進的音頻信號鏈集成方法。內(nèi)核性能提高�60%以上,達�333MHz,內(nèi)部SRAM可增加到3Mb。另外還集成了許多針對音頻的外設,如高性能異步采樣率轉(zhuǎn)換器(ASRC)、SPDIF收發(fā)器和DTCP加密引擎,從而進一步優(yōu)化了可編程性能和音頻系�(tǒng)BOM成本,鞏固了ADI在音頻市場中的領導地位。在這一系列的高性能�(chǎn)品中還集成了工作頻率高達166MHz�32位SDRAM接口,以增加I/O帶寬,同時有利于�(shù)�(jù)密集應用使用批量生產(chǎn)的存儲器�
基于這種突破性的音頻系統(tǒng)集成和性價比優(yōu)�,第三代SHARC系列不僅在音頻領�,而且在消費音頻應�(如家庭影院系�(tǒng)、AV放大�)中得到了廣泛應用,為新一代高清音頻標�(DTS Master Audio和Dolby Tru-HD)推向市場�(fā)揮了重要作用�
第四代SHARC系列——ADSP-2146x
第三代SHARC處理器在�(yōu)化性價比方面取得了成功,推動浮點處理器進入了對成本敏感的消費類應用,而這類應用曾被人們認為是不可能使用昂貴的浮點處理器的�
ADI公司�(xiàn)在面臨著一個有意思的挑戰(zhàn):如何進一步改進具備優(yōu)異性價比的浮點處理��
在定義第四代處理器時,產(chǎn)品開�(fā)團隊注重的是核心價�,正是它們使得SHARC一直處于浮點DSP技�(shù)的前沿:
市場性能
架構(gòu)平衡
性能可擴展�
智能集成
維庫電子通,電子知識,一查百��
已收錄詞�168790�