原创 DSP处理器专题

2006-9-13 19:56 5824 13 10 分类: 处理器与DSP
首先是DSP处理器的基本概念,可以参考下面两篇文章:

1
DSP是什么

http://dsp.blueidea.com/column/weekly/001/62.asp

2
、浅谈数字信号处理器

http://dsp.blueidea.com/column/weekly/001/183.asp

然后是目前DSP处理器的类型


主要有两类,一类是通用DSP处理器芯片,比如TIC6x,C5x系列,ADI21xxx系列,TigerSHARC系列。一类是DSP IP核,比如LSIZSP400,StarcoreSC1400等。详细的列表及性能比较可以参考:


3
DSP处理器选型指南

http://www.bdti.com/pocket/pocket.htm

这里值得说明的是,目前市场上的通用DSP处理器芯片基本都是SOC,内部除了DSP处理器核,一般都会有片内的存储器以及DMAIO协处理器,构成一个相对独立的系统,比如TIC64,C67,ADIADSP21xxx系列和TS101,TS201系列。


然后介绍一下ADIBlackfin系列和TIOMAP和达芬奇系列,由于单纯功能的DSP芯片已经逐渐不能胜任嵌入式系统越来越多功能需求,比如在手机中,通话的处理需要DSP来完成,而控制手机中的操作系统,玩手机游戏等,显然光靠DSP是不够的,这就引发了一股DSPGPP(通用处理器)的融合浪潮,前面说的三款DSP处理器和方案就是在这股浪潮下产生的。


DSP
GPP的融合主要有两种方法,一种是在一个SOC中两个处理器核共存,每个都有自己的指令集,相对独立,TIOMAP和达芬奇系列就是这样类型的,其中OMAPC55ARM核面向低功耗,低成本,达芬奇系列是C64ARM核,面向高性能。这种融合的方式好处是TIC5x系列,C64系列,还有ARM核,都有大量的使用者,有很多原有的开发程序可以直接在上面使用,不需要重新开发,缺点是存在冗余的部分,两者耦合得不是很紧密。


另一种方法就是根据DSPGPP的特性,推出一个全新的架构,全新的指令集,Blackfin就是这样的类型,它是ADIIntel合作联合推出的,特点是性价比特别高,功耗低,做为一块SOC,除了有一个兼有DSPGPP特点的处理器核,外部还有大量的接口,比如DMAUSB,PCI,UART等等,功能非常多,而价格很低畋阋说腂lackfin只卖几美元,所以特别适合消费电子,据说Blackfin占了ADI公司DSP销售额的80%,风头远远盖过了ADITigerSHRC系列,从这里也可以看出,不是高性能的才叫DSP,也不是高性能的DSP才有市场,才有用。


然后再说说DSP处理器的市场份额吧,总体来说,目前做通用DSP处理器的公司越来越少了,现在能看到的基本就是TIADI,飞思卡尔和Ageer,从市场占有率来说,排名基本是TI,飞思卡尔,AgeerADI,不过大家可以去看看这四个公司的DSP产品线,可以与TI抗衡的实际上只有ADITI做出了世界上最快的定点DSP,而ADI做除了世界上性能最高的浮点DSPTIOMAP平台,达芬奇平台,ADIBlackfin系列,基本TI的每一款DSP产品ADI都可以有产品与之抗衡,所以真正的通用DSP处理器巨头我心目中只有两家,那就是TIADI,飞思卡尔和Ageer的市场份额大我觉得主要是因为他们有相应的应用领域(个人猜想,没有调查),就比如联想的安全芯片,可能设计水平不一定是国内同类产品中第一,但联想把它用到所有自己的电脑上,那算起来市场份额绝对是全国第一。


最后我说说我对DSP处理器设计的认识和观点,有不对的地方请高手指正,一起探讨。


1
、不是所有商用的DSP处理器芯片都需要定制的,TIC2x系列中有全综合出来的,也不是所有的DSP处理器的datapath都需要定制的,ADI的某款高性能浮点DSP的运算部件是综合出来的(具体型号不方便说)


2
、衡量一块DSP处理器的性能,不应该看MIPS(每秒百万指令数),也不应该单单看MOPS(每秒百万操作次数),MAC/s(每秒乘累加数)或者MFLOPS(每秒百万浮点操作数),而应该看整个结构的均衡性,即DSP的运算能力和数据传入传出吞吐能力的比率达到1:1,因为如果你运算能力再强,数据卡在喉咙眼进不去或屁股门出不来,也是白搭(比喻有点不雅:P)。所以主频不是衡量DSP性能的唯一标准。


3
、设计DSP没有有些人想象中的那么复杂,一定需要全定制,也有不需要定制的DSP,同时设计DSP也没有某些人想像中的那么简单,就是乘法器加特殊的寻址部件,现在的高性能DSP已经大量运用了许多现代通用处理器的设计技术,同时对嵌入式片内存储的研究和设计已经到了登峰造极的地步,足以使很多通用处理器望尘。


4
、想起上体系结构<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />时老师说过的一句话,设计一个处理器芯片,如果你成功了99%,如果有1%是失败的,那你整个芯片就是失败的。特别是在国内的环境下,你真正做到大的芯片项目,特别是高性能的处理器芯片,有很多事情是根本预料不到的,而很多并不单单是设计上的问题,从设计,验证,到流片,封装,老化考核,高温低温考核,到最后量产,那个环节上出了小小问题,都会使工期的时间大大拖后。有些人看不起国内设计处理器的,比如龙芯等,觉得做一个处理器也就那么回事,我觉得他们根本就是单纯的从设计角度考虑,认为写出RTL处理器就出来了,更有人大嚷开源开源,好像做芯片就和做软件一样,有了源代码就行了,唉。。。



路还是要一点点的走下去,其实设计处理器的意义不在于处理器本身,而在于,有了设计高性能处理器的方法和经验,可以灵活的运用于别的高性能电路设计中。

文章评论2条评论)

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dongbei06_409353400 2015-2-16 21:17

我理解的,以汽车里的助力转向系统为例,当电子系统出现故障,则电子系统需要进入安全状态,即电机要不妨碍机械系统的转向动作。套用你说的,就是fail safe。相当于整车有两个转向路径,一套是电机的助力转向,一套是机械转向器

dongbei06_409353400 2015-2-16 21:14

ISO26262里对诊断覆盖率的规定是60%,90%,99%。以60%诊断覆盖率为例,即有40%是检测不到的,就需要计算剩余40%检测不出来的失效率有多少,进行定量计算,然后评估是否符合需求。

用户377235 2015-2-16 09:17

Hello, 对于用冗余还是诊断,主要是要看整个系统架构以及你的系统, 比如说你的系统是fail-safe的系统,那么诊断是必须的; 如果是fail-operation的系统, 那么在系统层面看你用诊断其实没有任何意义。 当然还有fail-tolerance等系统, case by case.

dongbei06_409353400 2015-2-9 14:42

我的理解是: 1)ISO26262里要考虑多点故障的问题,即单点故障之上再出故障的概率估算 2)即使诊断覆盖率非常高,也是有风险的。因此,冗余设计也是降低失效率的常用措施之一,即提高诊断覆盖率和冗余设计都要使用

用户1318772 2015-2-9 10:52

如果诊断措施失效之后,是否能够检测到,系统又做如何响应或处理?

dongbei06_409353400 2015-1-31 18:38

对,没错。安全机制需要用心设计才有效

用户439609 2015-1-30 09:55

为了杜绝偷偷睡觉的情况发生,需要设定巡视一圈的时间,每巡视一圈就签到一次。

用户88449 2007-7-9 22:29

好帖啊

尤其是

Pocket Guide to Processors for DSP
很有帮助,收藏了

用户1053025 2006-9-14 10:11

顺便说一下,博主的那几张照片。。。。嘻嘻。
期待你的个人风采哦
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