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飞思卡尔引领多核心处理技术领域

导读:
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1  MSC81xx系列降低嵌入式应用的功耗

  飞思卡尔半导体从很早以前就开始致力于探索如何在降低功率的同时提高性能。那么他们是如何解决这些问题的呢?靠集成。实际上,从十年前推出PowerQUICC处理器产品系列开始,飞思卡尔就在单个芯片上集成了多个核心。PowerQUICC处理器结合了PowerPC核心和通信专用的独立RISC引擎。 这次,飞思卡尔又利用集成,再一次引领了技术发展。

  我们知道,在某些应用中,采用多核心能大幅提高性能和效率。飞思卡尔的90 nm MSC8122和MSC8126数字信号处理器(DSP)将4个StarCore DSP核心集成到一个芯片模上,有效地将性能提高到单核DSP产品的4倍。与服务器市场上功耗高达数十W的多核微处理器(MPU)相比,低功耗MSC812x设备能够提供2 GHz的速度和80亿次/s乘加运算(GMAC)的DSP处理能力,而功耗仅为2 W,这些都是其他产品无法企及的。嵌入式系统开发商将DSP(如飞思卡尔的MSC812x系列)视为功耗更高的通用MPU的替代品。凭借运行速度为500 MHz的各个核心,该产品只需2 W的功率就能提供无以伦比的处理能力。

2  关于MSC81xx(StarCore)系列

  MSC81xxDSP系列充分利用可扩展的StarCore架构,提供“片上DSP场”级别的性能集成。凭借这些高度集成的片上系统设备的预处理能力,开发人员能够开发出下一代网络产品,既提供很高的通道密度,又保持系统的灵活性、可扩展性和可升级性。

  MSC8101(带有增强滤波器协处理器EFCOP)经过优化,适用于网络基础设施应用。凭借SC140 DSP内核、可编程通信处理器模块(CPM)和PowerPC总线接口的独特组合,MSC8101能够提供出色的信号处理性能、灵活的网络连接和无缝的系统集成。MSC8101结构框图如图1所示。

图1

  MSC8102 设备非常适合于支持电路交换语音、传真、调制解调器和分组协议的真正融合的系统,同时还支持计算密集型的基础设施DSP应用,包括:媒体网关、VoIP、无线和视频代码转换基础设施系统、多通道调制解调器库和第三代无线系统。MSC8102设备能提高通道密度,还可在275 MHz频率下提供高达4400 MMACS的性能。MSC8102将每个通道的功耗保持在很低的水平,同时有助于降低硬件和开发成本。MSC8102结构框图如图2所示。

图2

3  关于MSC812x系列

  MSC812x DSP提供了1.43M内存,1个高带宽外部存储器接口,另外还提供一组丰富的高级外围设备(包括1个10/100Mbps以太网控制器)和高吞吐量协处理器。所有这些设备都位于采用飞思卡尔高级多核片上系统(SoC)平台设计的优化架构上。

(1)  MSC8122

  和MSC8102 设备类似,MSC8122设备也非常适合于支持电路交换语音、传真、调制解调器和分组协议的真正融合的系统,同时还支持计算密集型的基础设施DSP应用,MSC8122能在400 MHz频率下提供6400 MMACS的性能。用于MSC8122驱动的MII、RMII和SMII以太网接口提供分组网络的直接接入,同时使用数量较少的针脚,为板上以太网交换机和PHY提供无胶合接口,使用户能够开发出可扩展的分布式低成本简单板卡架构。MSC8122结构框图如图3所示。

图3

(2)  MSC8126

  MSC8126是一种高度集成的片上系统,结合了4个StarCore SC140扩展核心、1个RS232串行接口、4个时分复用(TDM) 串行接口、32个通用定时器、1个灵活的系统接口单元(SIU)、4个以太网接口、4个Turbo协处理器(TCOP)、1个Viterbi协处理器(VCOP)和1个多信道DMA控制器 。4个扩展核心可以高达500 MHz 的速率提供高达8000 DSP MMACS的性能。

  MSC8126设备专门面向3G无线基站,提供高达6400 MMACS的性能。它提供高速DSP内核,帮助降低每个语音和数据通道的成本,它还提供一组强大的开发工具和单个软件,支持多台设备和未来演进。MSC8126可以最大限度地降低开发成本,并加快高速无线基础设施产品的上市。此外,MSC8126还能支持基于可重配置计算结构(RCF)技术的飞思卡尔智能基带解决方案。该解决方案是一个经济高效的可编程系统,可以取代基于ASIC和FPGA的基带设计。MSC8126的结构框图如图4所示。

图4

4  实时操作系统

  飞思卡尔半导体已推出免专利费的实时操作系统,以便使DSP开发商的系统设计能在单核和多核DSP(基于StarCoreTM技术)平台上做灵活、高效地移植。这一连续性的开发系统包括得奖的CodeWarrior集成开发环境(IDE)和快速、精巧的智能DSP操作系统微核,后者由飞思卡尔和Metrowerks联合开发,以满足广泛的DSP应用。

5  支持飞思卡尔的MSC711x和MSC81xx系列

  智能DSP操作系统软件包支持飞思卡尔基于StarCoreTM技术的MSC711x和MSC81xx DSP系列。因此在智能DSP操作系统软件包中CodeWarrior开发套件(针对StarCoreTM技术)的帮助下,客户可迅速展开研发。这种满足行业标准的IDE为整个DSP开发过程提供了完善、简单易用的设计环境。CodeWarrior通过提供一个CodeWarrior任务级调试插入模块,使客户能对操作系统进行调试。这种插入模块使那些不具备OS数据结构详尽知识的客户,也能在图形时间轴(graphical timeline)上观察系统活动和分析操作系统的参数。

来源:单片机与嵌入式系统应用   作者:飞思卡尔半导体公司  2006/2/12 0:00:00
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