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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所不擅長的。越來越多的系統(tǒng)面臨需要應(yīng)對多媒體數(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)用的計算要求和功耗約束條件而設(shè)計。Blackfin處理器基于由 ADI和INTEL公司聯(lián)合開發(fā)的微信號架構(gòu)，它將一個32位RISC型指令集和雙16位乘法累加信號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處理器能夠在信號處理和控制處理應(yīng)用中均發(fā)揮優(yōu)勢——在許多場合中免除了增設(shè)單獨(dú)的異類處理器的必要，極大地簡化了硬件和軟件設(shè)計任務(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。對于滿足當(dāng)今及未來的信號處理應(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具有顯著特色的新成員，其更低的價格為更多終端產(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，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)計便利性。
更低的價格+融合多項(xiàng)新特性
盡管高性價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)計師在選擇匯聚式處理器時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，與之前的最低價格的Blackfin處理器相比價格下降近30%，最低為4.95美元（2萬5千片訂量報價），作為一款高性能匯聚式處理器，這個價格對于很多終端產(chǎn)品開發(fā)企業(yè)來說已經(jīng)具有極大的吸引力。
表1：BF51x系列處理器的價格及主要的外設(shè)。
Blackfin處理器一直堅持產(chǎn)品的高性價比，而BF51x再一次建立了新的高性價比標(biāo)桿。BF51x的低價格并沒有以犧牲性能為代價，相反增加了很多的新特性，包括：在400MHz Blackfin內(nèi)核集成116KB的SRAM存儲器、512KB的SPI FLASH存儲器，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)測量與控制系統(tǒng)用精密時鐘同步的協(xié)議）。
除了上面的新增特性外，BF51x集成特性還包括：支持16個立體聲I2S數(shù)字音頻通道、12個外設(shè)DMA通道，還提供了內(nèi)置的高級存儲控制器，用于實(shí)現(xiàn)與多組外部SDRAM、SRAM、FLASH或ROM的無縫連接，每個處理器包括兩個雙通道同步串行通信端口（SPORT）、一個高速并行外設(shè)接口（PPI）、 一個I2C兼容雙線接口（TWI）、兩個PC兼容的UART，以及兩個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)。基于OTP存儲器的Lockbox技術(shù)能幫助解決方案提供商和制造商保護(hù)他們自己的知識產(chǎn)權(quán)，如驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)和用戶接口等，并為個人數(shù)據(jù)保護(hù)和設(shè)備認(rèn)證提供了支持。通過在開始時就進(jìn)行安全性設(shè)計，可以得到更強(qiáng)大的保護(hù)，同時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)字簽名和使用一個安全的運(yùn)行代碼和保護(hù)資源的處理環(huán)境，對安全區(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設(shè)備。
