高速、低功耗是TI嵌入式系统的主题

    随着硬件和软件的不断升级更新，嵌入式系统取得了长足进步，新产品、新应用不断涌现。嵌入式系统重要成员之一的DSP在通信、工控、消费电子等领域发挥着重要作用。作为首屈一指的DSP厂商，德州仪器(TI)一直致力于DSP的推广和应用，它的一举一动自然不能不引起人们的关注。
    MSP430是TI新推出的超低功耗的MCU，主要应用于对功耗敏感的数字电表当中，适用于消防、工控等领域。6月份，TI推出了F2810/12 flash数字马达控制器，速度为400MIPS，且价格比较便宜，在变频产品中将会有广泛的应用。新推出的5470/1采用了C54x加ARM7双内核的结构，性能又有了新的提升。DSC24除了采用C54x加ARM7双内核之外，还采用了硬件图象协处理器(IMX)，适用于数码相机、可视电话等视频应用。对于所倡导的OMAP平台，TI新推出了OMAP1509、OMAP1510，采用C55x加ARM9双内核，适用于2.5G、3G手机的数字基带、应用引擎等方面，能够实现第三代移动通信的宽带和数据多媒体业务，现已被众多媒体、无线PDA所采用。随着宽带通信的迅速发展，ADSL的推广在中国正逐步展开，许多局端的ADSL产品使用的都是TI的C62xx，客户端带有路由功能的ADSL调制解调器也已经上市，为人们的宽带之梦铺好了道路。
    在TI的产品中，大多采用了DSP加ARM的双内核构架，这种双内核架构即是由TI首先推出的，即通用MCU加DSP，已经有很多公司纷纷效仿。采用双内核的好处是可以避免传统的单内核设计功耗太大的缺点，对于一些运算量大的实时处理，例如图象、视频、音频数据，可以采用DSP进行，实现低功耗：对于通信、外设控制等功能，则使用MCU实现，从而在功耗和应用的复杂度之间建立了良好的平衡，整体的构架可以保证低功耗，这种架构对多媒体应用是非常适合的，已经在数码相机等产品中广为采用，而手机和IP电话则全部使用了双内核芯片。虽然是双内核，但先进的工艺和大的批量可以进一步降低成本，低功耗和高性能使双内核SoC在价格比上很有竞争力。在一些垂直市场上推出的双内核产品经有效完善后，还可能作为通用芯片应用到其他市场上去。针对双内核芯片，TI推出了相应的CCS开发工具，如CCS for OMAP。
    对于如何提高DSP的速度，据TI人士介绍，主要从构架和制造工艺两方面着手。比如从C54升级到C55，从F24升级到F28，架构的升级可以是算法的改进，也可以采用多个DSP同时运行的方式，但必然伴随着复杂度的升高，这就需要更先进的工艺配合，比如从0.13um升级到0.09um。
    超标量和VLIW(超长指令字)技术能够显著提高DSP的速度。TI的C6000采用的是VLIW技术，C54xx和C2000上采用了超标量技术和超级流水线技术。指令的并行性，即一条指令包含多条指令，针对多通道、多功能应用，例如局端的ADSL可以支持8路、12路、16路通道，在基站中的DSP可以支持16路或更多的通道。同时在芯片中的缓存也要不断增大，现在已经可以做到8Mbit，只有不断提高工艺水平，才能增大缓存，才能充分运用超标量和超级流水线技术。现在的难点则在于将大容量flash和数字逻辑集成在一起，TI正在与AMD等合作开发相应的技术。
    TI的芯片大量应用了ARM内核，由于芯片的研发投资甚至按照比摩尔定律更快的速度递增，各自为战显然并不划算，所以TI、ARM和其他几家著名半导体公司正在联合研发新一代ARM平台，预计速度将达到500MIPS。
    信息家电和消费电子产品的蓬勃发展，使很多厂商进入了这个市场，开发了许多音视频芯片，但是ASIC缺乏可升级的DSP的灵活性，TI的DSP方案则可以通过软件升级适应不同的应用，典型的例子是MP3播放器，采用TI的DSP之后，可以播放MP3、AC3、AAC、WMA等格式，通过软件升级，甚至可以支持未来格式。当然这种方式的价格要稍微高一些，更多地应用在高档产品中，已经有数百万MP3使用了TI的DSP，并有产品专供高档DVD使用。
    TI在全球有360家合作伙伴，其中中国的几家合作伙伴主要为用户提供本土化的开发工具，TI与之密切合作，加强产品的推广，提供全面的服务和技术支持。
    除了与合作伙伴进行合作，TI还投入了1亿美元OMAP ISV专项基金，对一些开放式操作系统厂商和有潜力的公司进行资助，鼓励OMAP平台的独立软件供应商开发软件。此外，TI还推出了XDAIS认证计划，通过该认证的算法将保存在TI的资料库里，由TI向客户提供该算法，有助于其市场推广。该认证保证了代码编写的规范性，有助于算法重用，促进产品的开发进度，同时也为个人和小企业开辟了一条创业之路。

摘编自《今日电子》2002.8