數(shù)字信號(hào)處理器性價(jià)比的新標(biāo)桿

傳統(tǒng)基于微控制器的嵌入式應(yīng)用常常面臨新的挑戰(zhàn)，一方面控制器的信息處理能力有限，難以滿足大量數(shù)據(jù)運(yùn)算任務(wù)的需求，增加DSP協(xié)處理器成為很多方案的不得已選擇。而另一方面，盡管當(dāng)前DSP處理器通常都具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，然而系統(tǒng)必要的控制功能是DSP所不擅長(zhǎng)的。越來越多的系統(tǒng)面臨需要應(yīng)對(duì)多媒體數(shù)據(jù)處理、大量數(shù)據(jù)運(yùn)算、通信協(xié)議處理以及系統(tǒng)控制任務(wù)，正是這樣的現(xiàn)實(shí)促進(jìn)了融合DSP和微控制器特性于一身的匯聚式處理器的應(yīng)用持續(xù)走俏。

ADI公司推出的Blackfin匯聚式處理器是一類新型16～32位嵌入式處理器，專為滿足當(dāng)今嵌入式音頻、視頻和通信應(yīng)用的計(jì)算要求和功耗約束條件而設(shè)計(jì)。Blackfin處理器基于由 ADI和INTEL公司聯(lián)合開發(fā)的微信號(hào)架構(gòu)，它將一個(gè)32位RISC型指令集和雙16位乘法累加信號(hào)處理功能與通用型微控制器所具有的易用性組合在一起。這種處理特征的組合使得Blackfin處理器能夠在信號(hào)處理和控制處理應(yīng)用中均發(fā)揮優(yōu)勢(shì)——在許多場(chǎng)合中免除了增設(shè)單獨(dú)的異類處理器的必要，極大地簡(jiǎn)化了硬件和軟件設(shè)計(jì)任務(wù)。目前，Blackfin處理器在單內(nèi)核產(chǎn)品中可提供高達(dá)756MHz的性能，還提供了低至0.8V的業(yè)界領(lǐng)先功耗性能。對(duì)于滿足當(dāng)今及未來的信號(hào)處理應(yīng)用而言，這種高性能與低功耗的組合是必不可少的。此外，就像傳統(tǒng)的MCU一樣，這些匯聚處理器都采用界面友好的操作系統(tǒng)和編譯器。

最新推出的BF51x系列為匯聚式處理器家族帶來四個(gè)具有顯著特色的新成員，其更低的價(jià)格為更多終端產(chǎn)品利用到匯聚式處理器的優(yōu)越性大大降低了成本門檻，在繼承匯聚式處理器的高性能、低功耗的優(yōu)秀“基因”的同時(shí)，新增加的諸多特性為VoIP、工業(yè)與儀表應(yīng)用、便攜式產(chǎn)品帶來更大設(shè)計(jì)便利性。

更低的價(jià)格+融合多項(xiàng)新特性

盡管高性價(jià)比一直是匯聚式處理器的賣點(diǎn)之一，但在一些成本敏感的產(chǎn)品應(yīng)用中，設(shè)計(jì)師在選擇匯聚式處理器時(shí)仍不可避免有成本的壓力，而BF51x的推出大大降低了匯聚式處理器的應(yīng)用入門門檻，與之前的最低價(jià)格的Blackfin處理器相比價(jià)格下降近30%，最低為4.95美元（2萬5千片訂量報(bào)價(jià)），作為一款高性能匯聚式處理器，這個(gè)價(jià)格對(duì)于很多終端產(chǎn)品開發(fā)企業(yè)來說已經(jīng)具有極大的吸引力。

表1：BF51x系列處理器的價(jià)格及主要的外設(shè)。

Blackfin處理器一直堅(jiān)持產(chǎn)品的高性價(jià)比，而BF51x再一次建立了新的高性價(jià)比標(biāo)桿。BF51x的低價(jià)格并沒有以犧牲性能為代價(jià)，相反增加了很多的新特性，包括：在400MHz Blackfin內(nèi)核集成116KB的SRAM存儲(chǔ)器、512KB的SPI FLASH存儲(chǔ)器，以太網(wǎng)MAC（IEEE-1588），帶3相PWM輸出的PWM單元，SDIO / CE-ATA和8KB的OTP存儲(chǔ)器。其中，BF518是首款支持IEEE-1588-2008標(biāo)準(zhǔn)的低成本處理器（IEEE-1588-2008是IEEE-1588的最新標(biāo)準(zhǔn)，提供網(wǎng)絡(luò)測(cè)量與控制系統(tǒng)用精密時(shí)鐘同步的協(xié)議）。

除了上面的新增特性外，BF51x集成特性還包括：支持16個(gè)立體聲I2S數(shù)字音頻通道、12個(gè)外設(shè)DMA通道，還提供了內(nèi)置的高級(jí)存儲(chǔ)控制器，用于實(shí)現(xiàn)與多組外部SDRAM、SRAM、FLASH或ROM的無縫連接，每個(gè)處理器包括兩個(gè)雙通道同步串行通信端口（SPORT）、一個(gè)高速并行外設(shè)接口（PPI）、 一個(gè)I2C兼容雙線接口（TWI）、兩個(gè)PC兼容的UART，以及兩個(gè)SPI兼容的串行外設(shè)接口端口。

圖1：BF51x應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的原理框圖。

BF51x同樣集成了在Blackfin家族中廣泛采用的Lockbox安全技術(shù)�；�于OTP存儲(chǔ)器的Lockbox技術(shù)能幫助解決方案提供商和制造商保護(hù)他們自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，如驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)和用戶接口等，并為個(gè)人數(shù)據(jù)保護(hù)和設(shè)備認(rèn)證提供了支持。通過在開始時(shí)就進(jìn)行安全性設(shè)計(jì)，可以得到更強(qiáng)大的保護(hù)，同時(shí)使用硬件和軟件來保證包括密鑰、代碼和數(shù)據(jù)等安全資源的保密性和完整性。通過Blackfin的Lockbox安全技術(shù)，解決方案開發(fā)商可選擇采用標(biāo)準(zhǔn)算法來認(rèn)證數(shù)字簽名和使用一個(gè)安全的運(yùn)行代碼和保護(hù)資源的處理環(huán)境，對(duì)安全區(qū)域的進(jìn)入由硬件監(jiān)控。而且，借助Lockbox安全技術(shù)，開發(fā)商可以在每個(gè)Blackfin處理器上使用獨(dú)有的芯片ID來獨(dú)一無二地鑒別每一個(gè)設(shè)備。