微控制器與DSP技術(shù)融合發(fā)展
DSP Microcontroller產(chǎn)品充分利用SoC技術(shù),擴(kuò)充集成有豐富的外圍功能,使用戶能以小型化且低成本的高性能微控制器芯片實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。本文試通過介紹DSP Microcontroller的發(fā)展經(jīng)緯、特點(diǎn)和最新進(jìn)展,說明這種新產(chǎn)品適用的應(yīng)用領(lǐng)域。
微控制器與DSP融合
半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家從1999年開始生產(chǎn)兼?zhèn)湮⒖刂破骱蛿?shù)字信號(hào)處理器性能的新型DSP Microcontrolle芯片,用于滿足接收/發(fā)送Internet電子郵件和互聯(lián)網(wǎng)瀏覽之類的信息處理,以及音頻/視頻信號(hào)處理應(yīng)用。當(dāng)時(shí),各個(gè)芯片生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的DSP Microcontroller產(chǎn)品,大體上是采用以下三種不同的方法。
第一種以現(xiàn)行著名的MIPS體系結(jié)構(gòu)微控制器為基礎(chǔ),擴(kuò)充有DSP指令和運(yùn)算器。例如,美國Lexra Inc.,日本NEC和美國Sand Craft Inc.的DSP Micorocontroller產(chǎn)品LX5280、VR5464和（SRI-GX）、都是在美國MIPS Technologies的MIPS體系結(jié)構(gòu)上進(jìn)行擴(kuò)充的芯片產(chǎn)品。
第二種方法是以現(xiàn)行的數(shù)字信號(hào)處理器DSP為基礎(chǔ),擴(kuò)充高速執(zhí)行信息處理程序的新功能而形成的產(chǎn)品。如像美國的Texas Instruments、Analog Devices、Lucent Technologies以及Motorola 等DSP芯片大制造商,分別推出的TMS320C6211、TigerSHARC、LX528和SC140等,都是采用第二種方法制造的。
第三種方法是為了開發(fā)融微控制器與數(shù)字信號(hào)處理器為一體的DSP Microcontroller,采用一種新開發(fā)的體系結(jié)構(gòu)。例如,三菱電機(jī)、Infineon Technologies AG和STMicroelectronics公司的 D30V、TriCore-1和ST100,都是采用新的體系結(jié)構(gòu)的DSP Microcontroller。
值得一提的是,除了MIPS體系結(jié)構(gòu)微控制器之外,日立的SH3型微控制器也是在世界上銷售比較多的芯片。日立公司也推出DSP Microcontroller新產(chǎn)品叫作SH3-DSP,它是在SH3微控制器的基礎(chǔ)上擴(kuò)充功能的產(chǎn)品。因此,SH3-DSP也是基于第一種方法制造的DSP Microcontroller產(chǎn)品。盡管從DSP Microcontroller的體系結(jié)構(gòu)上有三種之多,但就實(shí)現(xiàn)技術(shù)而論,重點(diǎn)在于解決數(shù)字信號(hào)處理過程中的16位數(shù)據(jù)“積和”運(yùn)算速度問題（因?yàn)槲⒖刂破骷夹g(shù)方面相對(duì)比較成熟）。針對(duì)這個(gè)關(guān)鍵性問題,普遍采用指令一級(jí)并行處理技術(shù),如像超標(biāo)量技術(shù)和甚長(zhǎng)指令字技術(shù)VLIW（Very Long Instruction Word）。例如,采用新體系結(jié)構(gòu)和以DSP為基礎(chǔ)的DSP Microcontroller產(chǎn)品,幾乎都是應(yīng)用VLIW技術(shù);然而,以微控制器為基礎(chǔ)的DSP Micro-controller產(chǎn)品,如像以MIPS體系結(jié)構(gòu)的微控制器擴(kuò)充成為DSP Microcontroller時(shí),許多芯片產(chǎn)品都是利用超標(biāo)量技術(shù);但是,也有少數(shù)例外的情況,如像日立的SH3-DSP和松下電器產(chǎn)業(yè)的AM33型DSP Microcontroller新產(chǎn)品都是利用VLIW技術(shù)。
