DSP MCU雙核,什么是SP MCU雙核

各種數(shù)字消費(fèi)產(chǎn)品特別是便攜式數(shù)字產(chǎn)品的功能已由單一走向多元化，因而原有的半導(dǎo)體解決方案已不能適應(yīng)這些多媒體產(chǎn)品的需求，它既需要DSP對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)和大量算法的處理，也需要MCU對(duì)操作系統(tǒng)，通信協(xié)議的控制。因此，半導(dǎo)體巨頭們紛紛將目光轉(zhuǎn)向了DSP+MCU這種混合處理器架構(gòu)，且在此領(lǐng)域的戰(zhàn)斗越演越烈。

推動(dòng)這場戰(zhàn)爭的另一因素是傳統(tǒng)的MCU或DSP廠家不滿足于現(xiàn)有版圖，需要進(jìn)入新的市場，在許多情況下用他們的產(chǎn)品來取代競爭對(duì)手的某個(gè)市場。如Microchip公司推出的dsPIC數(shù)字信號(hào)處理控制器就將目標(biāo)瞄準(zhǔn)低端的DSP,以圖在這個(gè)市場分一杯羹。在這場戰(zhàn)爭中，TI、ADI、Motorola、Microchip及Renesas等領(lǐng)先的半導(dǎo)體廠商將目標(biāo)鎖定龐大的便攜式數(shù)碼產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用市場，不斷推出并提升面向嵌入式多媒體應(yīng)用的DSP+MCU混合型解決方案。 新品迭出搶占先機(jī)。

作為全球DSP的領(lǐng)導(dǎo)廠商，TI公司很早就將DSP+MCU架構(gòu)應(yīng)用于數(shù)字手機(jī)基帶處理,并以之為核心成功推出GSM芯片組。該公司的開放多媒體平臺(tái)OMAP集成有C55x核和ARM9核。

對(duì)于OMAP的處理能力，如果一個(gè)C55xDSP只利用現(xiàn)有計(jì)算能力的40%就能實(shí)時(shí)處理電視會(huì)議應(yīng)用，那么還有60%的能力可以用于同時(shí)運(yùn)行其它應(yīng)用。與此同時(shí)，在OMAP雙核構(gòu)架中，ARM處理器隨時(shí)準(zhǔn)備處理其它任何應(yīng)用需求，也可以進(jìn)入掛起狀態(tài)，以節(jié)約電池壽命。這樣，移動(dòng)用戶可以在運(yùn)行常用操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序的同時(shí)使用電視會(huì)議。除此之外，該公司還推出了針對(duì)手機(jī)、數(shù)字相機(jī)和IP電話的C54x+ARM7平臺(tái)，以及將應(yīng)用于新型媒體播發(fā)器的C54x+ARM9平臺(tái)等。

作為一家老牌的DSP供應(yīng)商，ADI公司繼續(xù)發(fā)展了它的基于該公司和Intel公司共同開發(fā)的微信號(hào)架構(gòu)(MSA)的Blackfin(r)處理器產(chǎn)品，并于最近推出新一代Blackfin(r)處理器系列產(chǎn)品：ADSP-BF533、ADSP-BF532和ADSP-BF531。與之前推出的Blackfin(r)處理器相比，這種增強(qiáng)型Blackfin(r)處理器系列產(chǎn)品不僅繼承了容易使用和代碼兼容的特點(diǎn)，還顯著提高了性能和降低了功耗。它們的引腳完全兼容，不同之處僅在于性能和片內(nèi)存儲(chǔ)器的容量差別，這樣就使系統(tǒng)易于升級(jí)并且減少了開發(fā)中的許多風(fēng)險(xiǎn)。 Blackfin(r)處理器系列兼具32位類似精簡指令集（RISC-Like）以及通用微控制器中使用方便的16位乘法累加運(yùn)算（MAC）信號(hào)處理功能。此外，其動(dòng)態(tài)電源管理特性能根據(jù)應(yīng)用要求調(diào)整工作頻率和內(nèi)核工作電壓，從而實(shí)現(xiàn)低功耗。

摩托羅拉公司是世界上唯一一家在DSP和MCU領(lǐng)域均頗有建樹的廠商，該公司推出的DSP56800/56800E混合控制器集MCU與DSP優(yōu)點(diǎn)和功能于一身，其處理能力分別達(dá)到40MIPS和120MIPS。摩托羅拉的DSP56800/56800E是業(yè)界第一個(gè)將DSP和MCU集成在一個(gè)單核里面的處理器產(chǎn)品，而其它的廠商一般采取雙核方案。 從應(yīng)用上來看，對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而言，DSP主要用于一些復(fù)雜的算法，如音視頻處理，而MCU則用于網(wǎng)絡(luò)管理和堆棧協(xié)議。在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，DSP主要用于復(fù)雜的信號(hào)處理，如功率因素校正；而MCU主要用于系統(tǒng)控制和通信。DSP+MCU的混合架構(gòu)正是為滿足那些即需要MCU的易用性，又需要DSP的高性能的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

作為全球第一大8位MCU供應(yīng)商，Microchip公司推出了dsPIC數(shù)字信號(hào)處理控制器，將高性能16位微控制器的控制優(yōu)勢與DSP的高速計(jì)算相結(jié)合，制成將兩者緊密相連的單晶片單指令流線型嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決方案。這些產(chǎn)品包括三個(gè)系列：DSC電機(jī)控制和功率轉(zhuǎn)換系列、DSC傳感器系列以及DSC通用系列。 推出這種控制器的目的是為了填補(bǔ)介于16位MCU與低端DSP之間的市場需求，目前這種需求正不斷增加。

此外，承繼日立公司與三菱電機(jī)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)精華的瑞薩科技（由這兩家公司的半導(dǎo)體部門合并而成）也擠身于該市場，在其SuperH系列32位微處理器中嵌入DSP核。在加入DSP功能后，諸如MPEG4編/解碼、JPEG編/解碼以及MP3解碼等多媒體功能都可由一種稱之為“Middleware”的軟件來實(shí)現(xiàn)。這些微處理器還將應(yīng)用領(lǐng)域瞄準(zhǔn)手機(jī)處理器、車載信息系統(tǒng)處理器及汽車應(yīng)用中的引擎控制器等。

聯(lián)調(diào)是目前應(yīng)用關(guān)鍵 存在的問題
融合是把雙刃劍。在把DSP和MCU的功能結(jié)合到一起的同時(shí)，如何處理二者之間的搭配關(guān)系以及至關(guān)重要的開發(fā)工具問題也隨之浮現(xiàn)出來。

MCU+DSP架構(gòu)不會(huì)改變DSP與MCU各自在軟件上的兼容性。但是在多任務(wù)分配和協(xié)調(diào)上需要進(jìn)行充分優(yōu)化。正如TI的鄭小龍所言，對(duì)于DSP+MCU架構(gòu)，工程技術(shù)人員既要了解DSP，也要了解MCU，而聯(lián)調(diào)是工程師開發(fā)中面臨的較大問題。 使用這種雙核解決方案要求工程師同時(shí)了解DSP和MCU的編程技術(shù)，但是不幸的是，大多數(shù)工程師都只了解其中的一個(gè)而不是兩個(gè)都懂。 開發(fā)工具的再學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)調(diào)試的相對(duì)復(fù)雜及工程師在技術(shù)領(lǐng)域的個(gè)人偏好對(duì)這種架構(gòu)的應(yīng)用普及構(gòu)成了一定的障礙。 s編譯效率可能是這種架構(gòu)產(chǎn)品的另一個(gè)需要解決的問題。他說，和分立的編譯工具相比，這種整合的軟件開發(fā)工具會(huì)使軟件編譯效率變低。此外，DSP+MCU架構(gòu)存在的問題還包括如何處理好雙核間的通信和存儲(chǔ)資源的最佳化調(diào)配等。

供應(yīng)商正在努力改善這些問題。ADI的這些新型Blackfin(r)處理器都支持幾乎所有主要的嵌入式操作系統(tǒng)，例如嵌入式 Linux，ThreadX，和Nucleus操作系統(tǒng)等。該公司提供的Crosscore(tm)開發(fā)工具，使用C或C++編程，可以同時(shí)有效地執(zhí)行信號(hào)處理和控制代碼。 TI推出的集成開發(fā)軟件Code Composer Studio(CCS),針對(duì)OMAP的版本集成了所有主從處理器的開發(fā)工具，大大簡化了系統(tǒng)架構(gòu)和應(yīng)用設(shè)計(jì)，給實(shí)時(shí)調(diào)試帶來極大的方便。

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簡而言之， DSP+MCU混合架構(gòu)的誕生是處理器供應(yīng)商們?yōu)榱诉_(dá)到更低的系統(tǒng)成本、更小的封裝尺寸和更微的功率耗散所開辟的另一條"華山之道"；而未來，它們還將沿著這條新路繼續(xù)前行。