tigersharc處理器ts201/2/3產(chǎn)品特性

ts20x系列處理器的基本特性包括：600mhz主頻下每次可進(jìn)行48億次16bit定點(diǎn)全累加操作，或者每秒可進(jìn)行12億次32bit浮點(diǎn)全累加操作。在25mm 25mm的封裝內(nèi)通過先進(jìn)的edram技術(shù)提供了4/12/24mbit的彈性內(nèi)部存儲(chǔ)器密度。此外，i/o端口linkport和clusterbus具有5gbyte/s的吞吐能力，并可提供多處理器之間的無縫互連。

ts201系列的幾款dsp的代碼和管腳都兼容，它內(nèi)置有針對(duì)無線通信的擴(kuò)編解擴(kuò)、信道編解碼等通信邏輯單元。ts202、ts203則有不同的內(nèi)部存儲(chǔ)器和i/o配置，用戶可根據(jù)不同系統(tǒng)的需求進(jìn)行選擇。

圖1為tigersharc處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。ts201為通信處理單元clu提供了專門的指令集，用于無線通信、軟件無線電的實(shí)現(xiàn)。4路128bit位寬的片內(nèi)總線在600mhz時(shí)鐘下，可與內(nèi)部存儲(chǔ)器之間提供帶寬高達(dá)38.4mbytes/s的傳輸速率。24mbit的內(nèi)部存儲(chǔ)器適合于單處理器解決方案，避免了外擴(kuò)存儲(chǔ)器帶來的設(shè)計(jì)問題。i/o處理器提供14條零開銷dma通道，使得tigersharc具有傳遞、裝載大量數(shù)據(jù)的性能。

tigersharc dsp一直堅(jiān)持了平穩(wěn)結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展目標(biāo)，關(guān)注于內(nèi)核性能、內(nèi)部存儲(chǔ)器大小和外部i/o吞吐能力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而為用戶帶來了穩(wěn)定而高性價(jià)比的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

tigersharc的多處理架構(gòu)對(duì)于很多不同的應(yīng)用極具吸引力。tigersharc穩(wěn)定的內(nèi)核、存儲(chǔ)器、i/o間的平衡體系，以及其完整的多處理體系，都能為客戶實(shí)現(xiàn)低功耗、小尺寸的高性能系統(tǒng)提供了可能。

系統(tǒng)平臺(tái)的建立

tigersharc多處理器接口資源分為鏈路口（link port）和并行總線/簇總線（cluster bus）。

一個(gè)多級(jí)dsp互連的例子是在各個(gè)dsp之間采用鏈路口連接，數(shù)據(jù)按照流水線方式從dsp1流向dspx。處理完成后再將數(shù)據(jù)輸出到下一級(jí)的信號(hào)處理模塊。每個(gè)鏈路口都配有一組flag irq的握手信號(hào)。鏈路口組成多dsp平臺(tái)的特點(diǎn)：

（1）其最大優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳輸可靠，而且其數(shù)據(jù)傳輸速率與由cluster bus組成的系統(tǒng)不相上下。

（2）鏈路口傳輸時(shí)數(shù)據(jù)的共享性不如總線形式，這種結(jié)構(gòu)方式特別適用于實(shí)時(shí)信號(hào)處理的場(chǎng)合。例如，一個(gè)信號(hào)處理機(jī)的各功能模塊間數(shù)據(jù)是采用流水線方式進(jìn)行處理的，先進(jìn)行脈沖壓縮然后再進(jìn)行自適應(yīng)濾波，這時(shí)各dsp之間采用鏈路口方式進(jìn)行連接和實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理是最合適的方式。

在并行總線方面，tigersharc提供完整的存儲(chǔ)器接口、多處理器接口和主機(jī)接口，基于并行總線，至多8個(gè)tigersharc一起構(gòu)成的多處理器系統(tǒng)在一個(gè)整體地址空間內(nèi)，可以方便地實(shí)現(xiàn)整個(gè)多處理器系統(tǒng)的資源共享。

tigersharc并行總線的最大特點(diǎn)是其無縫連接能力。無論是sram、sdram還是多處理器連接，用戶只需要按照芯片提供的管腳對(duì)應(yīng)連接，不必做更多的工作。圖2中，4個(gè)dsp可以共享sdram資源和其他各dsp內(nèi)部存儲(chǔ)器資源。各個(gè)dsp與sdram、fpga的總線接口都是無縫連接的，從而做到了資源共享和并行分布式處理，提高了數(shù)據(jù)傳輸速率。

多dsp系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的功能劃分

多處理器系統(tǒng)要求將系統(tǒng)處理功能分解到各個(gè)dsp內(nèi)完成，系統(tǒng)功能劃分是一個(gè)重要的問題。以圖3所示的信號(hào)處理機(jī)為例，當(dāng)對(duì)16個(gè)周期的同一距離單元數(shù)據(jù)作動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生16個(gè)輸出。圖中將信號(hào)處理功能分解成功能模塊，由各個(gè)dsp來完成。功能劃分的合理與否將直接影響到系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、接口復(fù)雜性和系統(tǒng)成本。

概括來講，系統(tǒng)功能的劃分方式應(yīng)由系統(tǒng)的處理方式來確立。圖3的例子中，由于處理功能是先進(jìn)行脈沖壓縮再進(jìn)行雜波對(duì)銷，然后進(jìn)行相參積累，最后才是恒虛警，故dsp功能的分割也是按照流水線先后順序分配到各個(gè)dsp的。它的特點(diǎn)是前一個(gè)處理模塊的輸出數(shù)據(jù)是后一個(gè)處理模塊待處理的輸入數(shù)據(jù)。多dsp處理系統(tǒng)中，處理器功能劃分應(yīng)遵循以下準(zhǔn)則：

（1）每個(gè)dsp的功能應(yīng)當(dāng)盡可能相對(duì)獨(dú)立，使dsp內(nèi)部處理程序相對(duì)簡(jiǎn)單；

（2）每個(gè)dsp的運(yùn)算應(yīng)當(dāng)盡可能均衡，這樣不會(huì)造成處理瓶頸；

（3）dsp之間的數(shù)據(jù)傳輸量應(yīng)當(dāng)盡可能少，即dsp之間的數(shù)據(jù)接口盡可能簡(jiǎn)單； （4）多dsp系統(tǒng)內(nèi)dsp間的數(shù)據(jù)傳輸方式，可以優(yōu)先選用鏈路口方式，其次是并行總線的dma方式，最后才是內(nèi)核指令方式。
需要特別提醒的一點(diǎn)是，在給每個(gè)dsp分配任務(wù)時(shí)要留有一定的余地。

設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例

圖4是wimax無線基站的物理層信號(hào)處理框圖，其中綠色部分在tigersharc中實(shí)現(xiàn)，藍(lán)色部分可在tigersharc或fpga中實(shí)現(xiàn)，根據(jù)用戶的實(shí)際系統(tǒng)規(guī)格進(jìn)行選擇。目前單片ts201可以支持載波寬度為365mhz的基帶信號(hào)處理。

圖5是一個(gè)支持彩色和黑白超聲波系統(tǒng)的統(tǒng)一平臺(tái)，藍(lán)色部分的數(shù)據(jù)處理由兩片tigersharc負(fù)責(zé)，對(duì)于彩超系統(tǒng)，一片tigersharc負(fù)責(zé)d和b模式，另一片負(fù)責(zé)處理f模式。對(duì)于黑白超系統(tǒng)，只有d和b模式，一片dsp即可滿足需求。

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