DSP推動(dòng)3G移動(dòng)通信革命
新近涌現(xiàn)的各種數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的規(guī)格尺寸繁多,外形各式各樣,令人難以勝數(shù),其設(shè)計(jì)目標(biāo)也是為了滿足各種對(duì)性能要求高低不同的應(yīng)用。這些需求既包括附加在現(xiàn)有的處理器上、用于提供DSP功能的簡(jiǎn)易編碼器,也包括可以驅(qū)動(dòng)整個(gè)第三代蜂窩式電話的高性能器件。
早期的DSP主要用于數(shù)**算。但后來(lái)它們的應(yīng)用大大拓寬。其結(jié)果是,現(xiàn)在DSP也應(yīng)用于以前專屬于微控制器的那些領(lǐng)域。在這些應(yīng)用中,DSP所作的工作要比微控制器在同一領(lǐng)域中要重得多,因?yàn)橄到y(tǒng)現(xiàn)在靠一個(gè)處理器(DSP)工作,而非兩個(gè)處理器(DSP/微控制器組合)。
設(shè)計(jì)者也在改進(jìn)其編寫代碼的方式。例如,現(xiàn)在有多種途徑可以實(shí)現(xiàn)一種特定的函數(shù)（如FFT）。處理器輸入數(shù)據(jù),進(jìn)行處理然后再輸出數(shù)據(jù)。兩種不同的算法可以產(chǎn)生相同的結(jié)果,但途徑不同,對(duì)運(yùn)算能力的要求也大相徑庭。隨著工具的改進(jìn)和設(shè)計(jì)者越來(lái)越適應(yīng)DSP技術(shù),這一現(xiàn)象也將得到改善。
由于DSP不象傳統(tǒng)的微處理器和微控制器的應(yīng)用環(huán)境那樣成熟和確定,零售商就必須提供一攬子服務(wù),包括軟件和開發(fā)工具,而不僅僅是芯片本身。這就是DSP供應(yīng)商有別于其他供應(yīng)商的一個(gè)方面——給系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供所需的全套軟件和工具,而不是把客戶推給第三方。在方便設(shè)計(jì)者的同時(shí),這樣做也可以縮短基于DSP的產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間。
ARC是給現(xiàn)有產(chǎn)品添加一定程度DSP功能的多家廠商中的一家,只是所采用的方式有所不同。該公司提供了一個(gè)可定義的內(nèi)核,而不是無(wú)法改動(dòng)的硅片。用戶使用可定義的核時(shí),可以將其拆散,并按完全不同的體系結(jié)構(gòu)重組。因此,當(dāng)一個(gè)設(shè)計(jì)者決定在他的處理器中添加DSP功能時(shí),最終獲得的處理器從根本上來(lái)看將是全新的。
在使用一個(gè)固定的(如具有ARM或MIPS核)處理器時(shí),添加DSP功能就要改變現(xiàn)有的體系結(jié)構(gòu),這就要求設(shè)計(jì)者學(xué)習(xí)新的軟件或工具。因此,這些廠商有必要與現(xiàn)有的技術(shù)保持一致。因?yàn)樵贏RM或類似的產(chǎn)品中,設(shè)計(jì)者對(duì)開發(fā)工具及其達(dá)到的性能水平已經(jīng)熟悉和適應(yīng)。但這也從根本上限制了設(shè)計(jì),你不論添加什么,只能放置在核的外圍。真正的關(guān)鍵在于DSP協(xié)處理器(如果這是實(shí)現(xiàn)的方式)和主核間的帶寬。
用PLD(可編程邏輯器件)以搭積木的方式也可以實(shí)現(xiàn)DSP。在這種方法中,固定的功能一般下載到芯片中。這些功能可包括FIR濾波、FFT和糾錯(cuò)。顯然,PLD的功耗比傳統(tǒng)的DSP更多,但從所獲得的靈活性來(lái)看也是一種不錯(cuò)的選擇。
Altera 公司的一位產(chǎn)品市場(chǎng)高級(jí)經(jīng)理Justin Cowling說(shuō)：“用一個(gè)PLD構(gòu)建的DSP IP核可以取代電路板上的多個(gè)DSP,當(dāng)你談?wù)摪褞讉�(gè)DSP放到電路板上時(shí),功耗明顯高于單個(gè)PLD。我們已經(jīng)建立了一個(gè)很大的功能固定的DSP功能庫(kù)。當(dāng)一個(gè)客戶設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)時(shí),他只需畫一個(gè)包含多個(gè)DSP功能的方框圖�！�
添加DSP IP對(duì)LSILogic公司的工作人員來(lái)說(shuō)是很自然的事。該公司提供低功耗的可以集成到一片ASIC中的DSP核。CW3000和CW3001兩種核均基于LSIZSP400體系,分別在95和152MHz兩種頻率下工作(圖1）。ZSP400是一種完全靜態(tài)的核,可以接受高級(jí)時(shí)鐘管理和低功耗工作模式。
