四通道SHARC DSP采用陶瓷四方扁平封裝

AD14060 Quad-SHARC是高性能DSP多處理器模塊系列中的首款產(chǎn)品，將四臺(tái)ADSP-21060微型計(jì)算機(jī)集成在一個(gè)架構(gòu)和封裝中，旨在優(yōu)化其作為計(jì)算團(tuán)隊(duì)的性能。

AD14060 四通道 SHARC 將 480 個(gè) MFLOPS 封裝在節(jié)省 60% 的空間中。

它旨在滿足從醫(yī)學(xué)圖像處理到多傳感器導(dǎo)彈導(dǎo)引頭的復(fù)雜系統(tǒng)不斷增長(zhǎng)的計(jì)算需求，在不占用過多空間的情況下執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。但是，處理快速時(shí)鐘速率和大量輸入/輸出需要對(duì)傳統(tǒng)IC封裝和PCB互連施加壓力的能力。AD14060采用的先進(jìn)封裝在單個(gè)封裝內(nèi)提供了必要的復(fù)雜芯片到芯片互連;通過嵌入式接地層、低電感引線和受控阻抗走線優(yōu)化性能;簡(jiǎn)化后端組裝和測(cè)試;降低電路板、連接器和外殼成本;最重要的是，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)成本節(jié)約。

利用ADSP-2106x DSP的內(nèi)置多處理功能，四通道SHARC將480 MFLOPS峰值處理（持續(xù)320 MFLOPS）置于比傳統(tǒng)封裝少60%的空間中。通過嵌入接地層并使用專有的封裝設(shè)計(jì)和組裝工藝來最小化引線電感，從而改善電氣性能特征（例如接地反彈）。熱性能出色，qJC 僅為 0.36°C/W，設(shè)計(jì)人員可以選擇腔體向上或腔體向下安裝。最后，通過在引腳框架完好無損的情況下運(yùn)輸零件來提高裝配良率，以確保引線共面性在運(yùn)輸/處理過程中不受干擾;順便提一下，AD14060設(shè)計(jì)的引線間距（0.025“）比分立器件更寬。

AD14060的通用架構(gòu)使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠靈活地將模塊連接到外部存儲(chǔ)器（SRAM、EPROM）和外設(shè)，如主機(jī)處理器、標(biāo)準(zhǔn)總線接口、定制接口和其他SHARC。為了處理傳感器數(shù)據(jù) I/O 或與其他 SHARC 集群通信，提供了 40 個(gè) 14060-MByte/s I/O 端口。下表列出了AD<>的一些主要規(guī)格：

應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：對(duì)于圖像處理、雷達(dá)監(jiān)視、工業(yè)儀器儀表、蜂窩基站或?qū)棇?dǎo)引頭等應(yīng)用，以最小尺寸實(shí)現(xiàn)最大處理能力通常是一項(xiàng)關(guān)鍵要求。許多此類系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)板外形尺寸，例如VME總線。具有多個(gè)甚至數(shù)百個(gè) DSP 的系統(tǒng)通常需要多個(gè)板卡和機(jī)箱，需要盒對(duì)盒接口和布線，這會(huì)增加費(fèi)用、復(fù)雜性和性能下降。設(shè)計(jì)人員可以通過在每個(gè)電路板上包含更多DSP（具有優(yōu)化的物理和電氣安裝）來減少這些問題，并在可能的情況下將系統(tǒng)包含在一個(gè)盒子中。由于消除了單個(gè)背板總線和布線，系統(tǒng)成本、性能和上市時(shí)間都得到了極大的改善。

在電路板級(jí)別也可以看到性能改進(jìn)。例如，由于大量信號(hào)同時(shí)切換并瞬時(shí)移動(dòng)芯片和電路板之間的接地參考電平，高速數(shù)字系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)接地反彈問題。MCM 通過在多層封裝中嵌入接地層并提供極低的硅片路徑，減少了接地反彈問題。內(nèi)部多DSP互連也采用受控長(zhǎng)度和間隔的布線，并使用受控阻抗互連。由于這部分設(shè)計(jì)已經(jīng)優(yōu)化，設(shè)計(jì)人員可以自由地解決許多其他系統(tǒng)問題。

另一個(gè)常見的系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求（通常在軍事設(shè)計(jì)中遇到）是使用改進(jìn)的處理器改造現(xiàn)有設(shè)計(jì)。處理器改進(jìn)是由傳感器接口、更復(fù)雜的算法和附加功能的要求增加推動(dòng)的。就導(dǎo)彈攔截器而言，曾經(jīng)足夠接近來襲目標(biāo)就足夠了，希望通過在附近爆炸來摧毀它;如今，直接命中是目標(biāo)。另一個(gè)例子是用多個(gè)傳感器取代單個(gè)傳感器（紅外、雷達(dá)、可見光等），以實(shí)現(xiàn)全天候、全威脅的能力。在大多數(shù)情況下，現(xiàn)有的導(dǎo)彈體必須升級(jí)為新的電子設(shè)備;也許 10-100 倍的處理能力必須放在相同尺寸的電路板上（例如直徑為 100 毫米的圓圈）。AD14060等模塊有助于解決這些應(yīng)用面臨的性能密度更高的問題。

為了進(jìn)行評(píng)估和硬件/軟件開發(fā)，Bittware Research Systems?生產(chǎn)了一個(gè)Blacktip-MCM板? 這是一款I(lǐng)SA卡，帶有一個(gè)AD14060，外加存儲(chǔ)器和I/O擴(kuò)展選項(xiàng)，并由標(biāo)準(zhǔn)SHARC DSP開發(fā)工具提供支持。

審核編輯：郭婷