讓新型SHARC處理器滿足“一高二低”的浮點設(shè)計需求

　浮點DSP比定點DSP的動態(tài)范圍更大；很多算法的浮點代碼比定點占用更少的周期；浮點DSP可以實現(xiàn)更高的精度；浮點DSP的浮點運算用硬件來實現(xiàn)，其處理速度大大高于定點DSP…。..這些浮點DSP與定點DSP的比較優(yōu)勢是浮點算法擁躉者們在“浮點定點之爭”的話題中常提及的，也為大多數(shù)嵌入式設(shè)計工程師所熟知。
　　然而，由于電路復雜性和制造工藝上的原因，浮點處理器與定點處理器相比在成本和功耗上通常具有明顯的劣勢，從而導致浮點處理器的卓越處理能力、大動態(tài)范圍和高精度的優(yōu)勢一直以來成了雷達、專業(yè)音頻、醫(yī)療設(shè)備等高端產(chǎn)品的“專利”。近年來，浮點處理器在提供高性能的同時，在降低功耗和成本上有了長足的進步，主要的提供商都提供了5到10美元以內(nèi)的浮點DSP，功耗也顯著降低，浮點處理器正在開啟更廣泛應(yīng)用的大門。
　　近日，浮點處理器全球領(lǐng)導企業(yè)ADI公司推出了其第四代SHARC處理器的新系列——ADSP 2148x和ADSP 2147x，在延續(xù)第四代SHARC處理器的高性能基礎(chǔ)上，新型處理器在低成本和低功耗特性上具有不俗的表現(xiàn)，將為成本和功耗敏感的產(chǎn)品帶來利用浮點DSP的機遇。本文將解析新型SHARC處理器的“一高”（高性能）、“二低”（低功耗和低成本）特性，以及將給便攜式電子、消費電子等產(chǎn)品設(shè)計帶來的技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新機遇。
　　“一高二低”的浮點DSP新典范
　　從第一款真正的SHARC處理器ADSP-21060在16年前推出以來，SHARC處理器就一直引領(lǐng)著高性能浮點處理器的技術(shù)標桿。ADSP 2148x和ADSP 2147x處理器繼承了第四代SHARC處理器的優(yōu)良“基因”并實現(xiàn)了多項創(chuàng)新：具有PCG、8個串口、4個立體聲通道ASRC、UART、TWI，可為工業(yè)、儀表、消費類音響、汽車和專業(yè)音響應(yīng)用提供理想的外設(shè)特性；采用可變指令集架構(gòu)（VISA），可以通過縮減指令操作碼大小為應(yīng)用代碼釋放多達30%的存儲空間；最高5Mb片上RAM容量支持單芯片解決方案，允許許多應(yīng)用取消外部存儲器元件，而且每Mb的價格只有競爭性器件的一半，從而降低系統(tǒng)BOM成本；濾波器硬件加速器允許并行執(zhí)行，能為內(nèi)核釋放出更多的MIPS；具有專用的硬件加速器和獨立的計算單元以及DMA控制器，實現(xiàn)了后臺執(zhí)行FFT/FIT/IIR信號處理，可減輕內(nèi)核處理負擔；等等。SHARC2148x和SHARC2147x除了具有上述共同特性外，還分別針對各自的目標應(yīng)用進行了若干優(yōu)化，使其更加符合特定目標應(yīng)用的性能、成本、集成度和功耗要求。
　　高性能、低成本是ADSP 2148x系列處理器的主要特點。最高400MHz的性能比同類32位競爭DSP產(chǎn)品提高33%，芯片支持濾波器功能使其執(zhí)行濾波運算時不耗用內(nèi)核資源，從而進一步提高處理能力。針對工業(yè)和汽車應(yīng)用，SHARC2148x系列部分型號還集成了熱敏二極管以支持高環(huán)境溫度工作。對于某些需要大容量存儲器的應(yīng)用，集成的內(nèi)存控制器可直接連接SDRAM、閃存和SRAM。而ADSP 2148x價格低至9.49美元。
低功耗是新款SHARC2147x系列處理器的最大亮點，在最高266MHz的性能條件下功耗僅為363mW（典型值），比同類競爭處理器功耗降低達20%。SHARC 2147x系列處理器充足的片上存儲器和先進的并行處理能力都有利于降低功耗，通過擴展處理器的低功耗架構(gòu)，確保系統(tǒng)級功耗的大幅節(jié)省。這些功能使設(shè)計師能夠滿足苛刻的功率預算。
　　為更多應(yīng)用帶來浮點處理器性能
　　SHARC 2148x、2147x系列處理器的推出改變了工程師對浮點處理器一貫的“貴族”印象，千片訂量的報價分別為9.49（SHARC 21488）和9.25美元（SHARC 21478），與最接近的同類競爭器件相比，其價格降低超過3美元，這對于成本敏感的產(chǎn)品來說是一個不小的“紅利”。
　　如此低的價格將讓更多的消費者享受到高性能浮點處理器帶來的高保真音頻性能。當您在對包括AVR、高清DVD、高端電視等消費電子產(chǎn)品進行方案選型時，不妨將SHARC處理器作為您的選項之一，SHARC 2148x和2147x系列處理器所具備的高處理能力讓您在系統(tǒng)資源預算上有更大的自由度，可以充分考慮像室內(nèi)均衡、音量管理、對非理想的房間聲學特性及揚聲器響應(yīng)補償、逼真的環(huán)繞聲音效、動態(tài)效果處理等以前常在專業(yè)音響設(shè)備中才使用的技術(shù)。
　　汽車輔助駕駛系統(tǒng)也將從更低價格的高性能SHARC處理器獲益。由于大部分輔助駕駛應(yīng)用需要進行大量的數(shù)據(jù)處理，需要實現(xiàn)高速并行的高級圖像控制和處理，圖像縮放、處理和識別等都需要采用先進數(shù)字信號處理能力。SHARC2148x和2147x處理器提供的計算精度有利于提升基于雷達的駕駛輔助系統(tǒng)性能，為苛刻的安全應(yīng)用實現(xiàn)最佳的目標分辨、多目標跟蹤及實時系統(tǒng)響應(yīng)。具備低功耗屬性并且能適應(yīng)105℃環(huán)境工作溫度，SHARC2148x和2147x處理器滿足了汽車環(huán)境需求并且具有價格競爭力，可幫助降低汽車輔助駕駛系統(tǒng)的打包價格，加速消費者的接受和采用。