DSP芯片功能的扩展

　　Blackfin是基于具有混合16/32型指令集架构的10级RISC MCU/DSP流水线，包括双16位MAC DSP指令和一个32位类似于RISC的指令集。这种组合提供信号处理功能，具有与通用处理器有关的使用方便的特点。Blackfin处理器架构完全兼容SIMD(单指令多数据)并包括视频与图像处理加速指令。

　　这种处理属性组合使Blackfin处理器与其同类产品不同。他们被设计为在信号处理和控制处理应用方面工作都非常好，在很多情况下，设计中无需独立的异类处理器。Blackfin处理器在单核产品中速率高达756MHz。

　　除本地支持8位数据外，8位数据字长是很多像素处理算法常用的，Blackfin架构包括专门定义的指令，用于在视频处理应用中增强性能。例如，"SUM ABSOLUTE DIFFERENCE"指令支持用于视频压缩算法(如MPEG2、MPEG4和JPEG)的运动估算算法。

　　这种架构处理多长度指令编码。非常常用的控制型指令被编码为紧凑的16位字，更多算术密集的信号处理指令编码为32位值。处理器将16位控制指令与32位信号处理指令混合并连接成6?位组，以使存储器容量最大化。缓冲和取指令时，内核完全自动挑选总线长度，因为内核没有调整约束。

　　所有Blackfin处理器，如ADSP-BF523，都包含独立的DMA控制器，支持自动数据传输，而对处理器内核的操作压力很小(图3)。DMA传输可发生在内部存储器与许多具备可直接存储器存取(DMA)功能外设的任何部分之间。传输也能发生在外设和接至外部存储器接口的外部器件之间，包括SDRAM控制器和异步存储控制器。

　　存储器架构包括L1和L2存储器块。L1存储器直接连接到处理器内核，以全系统时钟速度运行，为时间关键的算法部分提供最佳系统性能。此外，L1存储器也可配置为SRAM、高速缓冲存储器或者两者的组合。

　　通过同时支持SRAM和高速缓冲存储器编程模型，系统设计师可分配关键的要求高带宽和到SRAM低存取的实时信号处理数据集合，同时在高速缓存中存储“软”实时控制和操作系统(OS)任务。L2存储器是一更大的大容量存储器存贮区，性能稍有降低，但仍快于片外存储器。

　　每个Blackfin处理器都采用了多种功率节省技术，这些技术都是基于选通时钟内核设计，可以在逐一体成型电感器条指令的基础上选择性地降低功能单元功率。针对需要很少或不需要CPU活动的周期，这些处理器也支持多种降低功率模式。

　　在这种自约束动态功率管理方案中，可独立控制工作频率和电压，满足当前执行算法的性能要求。大多数Blackfin处理器提供片上内核稳压电路，提供低至0.8V电东莞电感器压工作，特别适合要求电池寿命延长的便携式应用。

　　Blackfin处理器可配合多种微控制器型外设，包括10/100Ethernet MAC、UARTs、SPI、CAN控制器、支持脉宽调制(PWM)的定时器、看门狗定时器、实时时钟以及无缝的同步和异步存储控制器。

　　多核DSP

　　飞思卡尔的MSC8144 DSP就是一个好的多核DSP的例子，MS一体电感C8144 DSP是基于该公司的的StarCore技术,即特定的第三代SC3400 DSP内核。

　　这种芯片集成了4个DSP子系统。每个子系统内都有SC3400 DSP内核、16k字节L1指令高速缓存、32k字节L1数据高速缓存、存储器管理单元(MMU)、扩展的可编程中断控制器(EPIC)以及两个通用32位定时器。子系统支持调试和整形，具有低功率“等待”和“停止”处理模式。每个DSP内核运行速率高达1GHz，因此此芯片的性能与4GHz单核DSP的性能相当。

　　MSC8144还包含该公司的QUICC引擎技术子系统，包括两个RISC处理器、4插件电感器8k字节多主机RAM以及48k字节指令RAM。这种子系统支持三个通信控制器，具有一种异步传输模式(ATM)和两个吉比以太网接口。它也可以从DSP核下载预先安排的任务。

　　ATM控制器在UTOPIA/PO模式下以25/50MHz支持UTOPIA II级8/16位，适应层支持AAL0、AAL2和AAL5。两个以太网控制器仅使用一个1000Mbit/s数据率4引脚串行器/并行器(SERDES)接口，通过MII/RMII/SMII/RGMII/SGMII和SGM插件电感II协议即可支持10/100/1000Mbit/s工作。

　　与前面提到过的DSP芯片一样，这种芯片的DSP和QUICC子系统的外围有存储器、接口和I/O。至于存储器，芯片包含128k字节L2共享指令缓存、用于关键数据和临时数据缓冲的512k字节M2存储器、96k字节引导ROM和一个庞大的10M字节128位宽M3存储器。

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