多核TMS320C66x性能高達(dá)10GHz (TI)
出處：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于：2011-09-03 08:32:20
日前，德州儀器 (TI) 宣布推出數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP) TMS320C66x與4款全新可擴(kuò)展型C66x器件，從而可提供業(yè)界性能的多內(nèi)核DSP，并進(jìn)一步印證了其對(duì)高性能嵌入式處理領(lǐng)域創(chuàng)新的一貫承諾。TI目前推出的首款10 GHz DSP采用多個(gè)1.25 GHz DSP內(nèi)核構(gòu)建，在單個(gè)器件上完美整合了320 GMAC與160 GFLOP定點(diǎn)及浮點(diǎn)性能。如獨(dú)立的BDTI基準(zhǔn)測(cè)試所示，TIC66x DSP內(nèi)核性能可超出業(yè)界所有其它DSP內(nèi)核，是首款同時(shí)獲得定點(diǎn)與浮點(diǎn)性能評(píng)分的DSP。
上文所提到的DSP（digital signal processor）是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)。再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是值得稱道的兩大特色。
基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)人員通過使用TI C66x多內(nèi)核DSP，現(xiàn)在可更便捷地設(shè)計(jì)軟件可升級(jí)的集成型低功耗、低成本平臺(tái)，從而可充分滿足關(guān)鍵任務(wù)等市場(chǎng)的需求，其中包括公共安全、醫(yī)療、高端影像、檢測(cè)、自動(dòng)化、高性能計(jì)算以及網(wǎng)絡(luò)等。C66x DSP系列采用TIKeyStone多內(nèi)核架構(gòu)，不但可限度地提高片上數(shù)據(jù)流的吞吐量，而且還可消除可能出現(xiàn)的瓶頸問題，從而可幫助開發(fā)人員全面利用 DSP 內(nèi)核的強(qiáng)大處理功能。該系列包括 3款采用雙核、4核及8核的引腳兼容型多內(nèi)核DSP，分別為TMS320C6672、TMS320C6674與TMS320C6678，以及一款4核通信片上系統(tǒng) (SoC) TMS320C6670。
據(jù)德州儀器半導(dǎo)體事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理丁剛介紹，和以往架構(gòu)相比，KeyStone采用了TeraNet的多內(nèi)核導(dǎo)航，且擴(kuò)展性更好。此外，這一架構(gòu)不僅支持C66x處理器，也支持ARM內(nèi)核的集成，非常靈活，未來TI也可能推出基于該架構(gòu)的ARM+DSP多核系統(tǒng)。
通過TI多內(nèi)核軟件開發(fā)套件 (MC-SDK)、綜合多內(nèi)核工具套件以及廣泛的軟硬件合作伙伴社群，客戶可全面利用TI多內(nèi)核硅芯片架構(gòu)的強(qiáng)大功能，其可幫助他們?yōu)榛A(chǔ)設(shè)施應(yīng)用開發(fā)創(chuàng)新型產(chǎn)品。此外，C66x多內(nèi)核 DSP還與TI現(xiàn)有的TMS320C6000? DSP軟件兼容，這有助于廠商重復(fù)利用現(xiàn)有的軟件，并可保護(hù)IT投資。
對(duì)制造商而言，無論是FPGA、GPU還是其它DSP，該市場(chǎng)領(lǐng)域其它器件都無法實(shí)現(xiàn)通過單個(gè)器件支持計(jì)算密集型產(chǎn)品開發(fā)所需的全部重要特性：
1.高性能（按GHz、GMAC與GFLOP的總體性能算）；
2.集成浮點(diǎn)功能；
3.實(shí)時(shí)信號(hào)處理；
4.低功耗；
5.簡(jiǎn)化的多內(nèi)核開發(fā)。
TI通信基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Brian Glinsman指出：“我們的低功耗C66x多內(nèi)核器件是一個(gè)極具競(jìng)爭(zhēng)力的、改變市場(chǎng)格局的產(chǎn)品系列，其可為開發(fā)人員提供低成本解決方案以及前所未有的高性能，能夠充分滿足產(chǎn)業(yè)及客戶需求。同時(shí)，我們易于編程的KeyStone多內(nèi)核架構(gòu)與代碼兼容型C66x DSP內(nèi)核則可幫助開發(fā)人員縮短開發(fā)時(shí)間，設(shè)計(jì)出滿足未來需求的軟件可升級(jí)產(chǎn)品?！?/P>
TI第三方網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)社區(qū)，社區(qū)中深受尊敬、頗具規(guī)模的公司所提供的產(chǎn)品與服務(wù)均支持TI DSP。為C66x系列多內(nèi)核器件提供支持解決方案的公司包括：
軟件合作伙伴：3L、Azcom Technologies、Critical Blue、ENEA、MimoOn、Nash Technologies、Polycore Software以及Tata Elxsi；
硬件合作伙伴：Advantech、Blackhawk以及CommAgility
DSP發(fā)展軌跡
DSP產(chǎn)業(yè)在約40年的歷程中經(jīng)歷了三個(gè)階段：階段，DSP意味著數(shù)字信號(hào)處理，并作為一個(gè)新的理論體系廣為流行。隨著這個(gè)時(shí)代的成熟，DSP進(jìn)入了發(fā)展的第二階段，在這個(gè)階段，DSP代表數(shù)字信號(hào)處理器，這些DSP器件使我們生活的許多方面都發(fā)生了巨大的變化。接下來又催生了第三階段，這是一個(gè)賦能(enablement)的時(shí)期，我們將看到DSP理論和DSP架構(gòu)都被嵌入到SoC類產(chǎn)品中?！?階段，DSP意味著數(shù)字信號(hào)處理 。 80年代開始了第二個(gè)階段，DSP從概念走向了產(chǎn)品，TMS32010所實(shí)現(xiàn)的出色性能和特性備受業(yè)界關(guān)注。方進(jìn)先生在一篇文章中提到，新興的DSP業(yè)務(wù)同時(shí)也承擔(dān)著巨大的風(fēng)險(xiǎn)，究竟向哪里拓展是生死攸關(guān)的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)師努力使DSP處理器每MIPS成本降到了適合于商用的低于10美元范圍時(shí)，DSP在軍事、工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中不斷獲得成功。到1991年，TI推出價(jià)格可與16位微處理器不相上下的DSP芯片，首次實(shí)現(xiàn)批量單價(jià)低于5美元，但所能提供的性能卻是其5至10倍。 到90年代，多家公司躋身DSP領(lǐng)域與TI進(jìn)行市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。TI提供可定制 DSP——cDSP，cDSP 基于內(nèi)核 DSP的設(shè)計(jì)可使DSP具有更高的系統(tǒng)集成度，大加速了產(chǎn)品的上市時(shí)間。同時(shí)，TI瞄準(zhǔn)DSP電子市場(chǎng)上成長(zhǎng)速度快的領(lǐng)域。到90年代中期，這種可編程的DSP器件已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信、海量存儲(chǔ)、語音處理、汽車電子、消費(fèi)類音頻和視頻產(chǎn)品等等，其中為輝煌的成就是在數(shù)字蜂窩電話中的成功。這時(shí)，DSP業(yè)務(wù)也一躍成為TI的業(yè)務(wù)，這個(gè)階段DSP每MIPS的價(jià)格已降到10美分到1美元的范圍。 21世紀(jì)DSP發(fā)展進(jìn)入第三個(gè)階段，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，TI及時(shí)調(diào)整DSP發(fā)展戰(zhàn)略全局規(guī)劃，并以全面的產(chǎn)品規(guī)劃和完善的解決方案，加之全新的開發(fā)理念，深化產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。成就這一進(jìn)展的前提就是DSP每MIPS價(jià)格目標(biāo)已設(shè)定為幾個(gè)美分或更低。
DSP未來發(fā)展
1、數(shù)字信號(hào)處理器的內(nèi)核結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善,多通道結(jié)構(gòu)和單指令多重?cái)?shù)據(jù)(SIMD)、特大指令字組(VLIM)將在新的高性能處理器中將占主導(dǎo)地位,如Analog Devices的 ADSP-2116x。
2、DSP 和微處理器的融合:微處理器是低成本的，主要執(zhí)行智能定向控制任務(wù)的通用處理器能很好執(zhí)行智能控制任務(wù)，但是數(shù)字信號(hào)處理功能很差。而DSP的功能正好與之相反。在許多應(yīng)用中均需要同時(shí)具有智能控制和數(shù)字信號(hào)處理兩種功能，如數(shù)字蜂窩電話就需要監(jiān)測(cè)和聲音處理功能。因此,把DSP和微處理器結(jié)合起來，用單一芯片的處理器實(shí)現(xiàn)這兩種功能，將加速個(gè)人通信機(jī)、智能電話、無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的開發(fā)，同時(shí)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),減小PCB體積，降低功耗和整個(gè)系統(tǒng)的成本。例如,有多個(gè)處理器的Motorola公司的DSP5665x,有協(xié)處理器功能的Massan公司FILU-200，把MCU功能擴(kuò)展成DSP和MCU功能的TI公司的TMS320C27xx以及Hitachi公司的SH-DSP，都是DSP和MCU融合在一起的產(chǎn)品?；ヂ?lián)網(wǎng)和多媒體的應(yīng)用需要將進(jìn)一步加速這一融合過程。
DSP技術(shù)的應(yīng)用
語音處理：語音編碼、語音合成、語音識(shí)別、語音增強(qiáng)、語音郵件、語音儲(chǔ)存等。 圖像/圖形：二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像識(shí)別、動(dòng)畫、機(jī)器人視覺、多媒體、電子地圖、圖像增強(qiáng)等。 軍事；保密通信、雷達(dá)處理、聲吶處理、導(dǎo)航、定位、跳頻電臺(tái)、搜索和反搜索等。 儀器儀表：頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、數(shù)據(jù)采集、地震處理等。 自動(dòng)控制：控制、深空作業(yè)、自動(dòng)駕駛、機(jī)器人控制、磁盤控制等。 醫(yī)療：助聽、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)、心電圖等。 家用電器：數(shù)字音響、數(shù)字電視、可視電話、音樂合成、音調(diào)控制、玩具與游戲等。 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理。
主要性能及優(yōu)勢(shì)
TI綜合評(píng)估板 (EVM) 可簡(jiǎn)化C66x多內(nèi)核器件的開發(fā)與評(píng)估。設(shè)計(jì)人員可通過TMDXEVM6670L或TMDXEVM6678L啟動(dòng)TMS320C6670或TMS320C6678 處理器的開發(fā)。這兩款EVM均包含MC-SDK、Code Composer Studio軟件以及應(yīng)用／演示代碼套件，可幫助編程人員迅速使用該平臺(tái)。兩款 EVM 與C66x系列處理器目前均已開始接收訂單，并將于2011年第1季度開始供貨。
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