SHARC 2147x系列處理器具有低功耗,浮點(diǎn)處理精度

便攜式和/或電池供電的系統設計師已經(jīng)大大受益于體積不斷減小、性能卻不斷提高的數字處理器(DSP)，如今他們能夠前所未有地在不斷減小的體積內更好地實(shí)現高端系統功能。不過(guò)設計師仍然面臨著(zhù)一些挑戰，即需要在功率預算與更高處理精度所需功率之間進(jìn)行折中。這一問(wèn)題對于那些需要極高運算精度，像醫療設備、測試和測量設備以及專(zhuān)業(yè)的音頻組件的便攜式和/或電池供電的系統設計師來(lái)說(shuō)尤為突出。對這些設計師來(lái)說(shuō)，通常必須綜合考慮功耗以及成本因素，在定點(diǎn)和浮點(diǎn)處理精度之間進(jìn)行取舍，取舍的結果必將大大地影響總體系統性能。

利用ADI公司最新推出的低功耗SHARC 2147x系列32位浮點(diǎn)處理器，便攜式和/或電源供電系統設計師便不必再通過(guò)犧牲處理精度來(lái)滿(mǎn)足功率預算、電路板空間或BOM成本約束等。的確，對于期望為便攜式、高電源效率及小體積設計帶來(lái)高端處理能力的設計師來(lái)說(shuō)，浮點(diǎn)處理精度從未像該系列產(chǎn)品這樣切實(shí)可行或成本低廉。

為提高電源效率和節省空間而優(yōu)化設計

浮點(diǎn)DSP為專(zhuān)用的運算密集型應用而優(yōu)化設計，這類(lèi)應用采用復雜的算法來(lái)實(shí)現很高的系統精度。無(wú)論這些系統是市政供電還是電池供電，在器件級實(shí)現低功耗和空間節省都將帶來(lái)多方面的好處。

例如，醫療設備和音樂(lè )錄音設備都是由市政供電的固定安裝設備，但這些設備也都具有許多與電池供電設備相同的嵌入式設計目標。在這兩種情況下，電能的高效利用相當于較低的運行成本，而緊湊型設計可以確保系統的便攜性和最小的安裝空間。功耗低通常意味著(zhù)散熱少，這樣有助于確保更高的系統可靠性，并且降低對系統冷卻和室內空調的需求(附帶結果是電能和空間的節省)。

在電池供電的設備中，對于延長(cháng)系統電池壽命和/或每次充電可用的時(shí)間，以及減少系統尺寸和重量以確保在方便攜帶來(lái)說(shuō)，低功耗處理器是至關(guān)重要的。處理器功耗的減小也使設計師可以使用更小的電池，獲得更高的功效并節省空間。對手持設備來(lái)說(shuō)，低散熱是一個(gè)特別重要的因素，因為這有助于長(cháng)時(shí)間使用時(shí)不會(huì )發(fā)生過(guò)熱，進(jìn)而最大限度地提高系統的可靠性和用戶(hù)的安全性。

低功耗、低成本的浮點(diǎn)處理精度

ADI新型的低功耗SHARC 2147x系列浮點(diǎn)DSP使便攜式和/或電池供電系統的設計靈活性提高到新的水平，幫助企業(yè)在新產(chǎn)品和新市場(chǎng)上實(shí)現SHARC高處理精度。通過(guò)有效地平衡價(jià)格、性能和功耗，并提供高達5Mb的片上存儲器，SHARC 2147x系列的處理器實(shí)現了更寬松的功率預算及緊湊的電路板尺寸，從而可以實(shí)現緊湊型、高效率的便攜式設計，將高端信號處理能力應用到全新應用領(lǐng)域。

面積為12x12mm的SHARC 2147x系列處理器功耗僅為363mW(典型應用)，處理性能達到266MHz，片上集成存儲器為5 Mb，每平方毫米芯片上的性能和存儲容量要優(yōu)于任何其他浮點(diǎn)DSP。憑借低熱耗散和高耐熱性能，SHARC 2147x系列處理器可用于只有有限通風(fēng)條件的小電路板上，這使得設計師可以將處理任務(wù)和存儲器合并到單一的高性能浮點(diǎn)DSP上。由于使用了較少的元件，設計師可以降低BOM成本，降低延時(shí)，并將故障點(diǎn)減到最少，從而提高整體系統的可靠性。所節省的空間，也使設計師能夠在不占用過(guò)多電路板空間的條件下，在系統中集成更多的連接、通信以及堅固耐用性等方面的功能特性。

更高的集成度=更多的能量節省

SHARC 2147系列處理器充足的片上存儲器和先進(jìn)的并行處理能力，自然有利于降低功耗，擴大了處理器的低功耗架構的價(jià)值，確保大大地降低系統級功耗。這些特性使設計師能節省其他競爭性處理器因與外部存儲器和/或其它處理器之間傳送數據所產(chǎn)生的功耗，更不用說(shuō)那些分配給處理器內部組件的功耗。

由于集成了5Mb的內存，SHARC 2147x系列處理器可以避免使用外部存儲器。通過(guò)利用可變指令集架構(VISA)，內存的使用得到進(jìn)一步優(yōu)化，通過(guò)減少指令運算代碼長(cháng)度，可釋放出高達 30%以上的內存空間。這些特性也使得SHARC 2147x系列處理器在運行代碼時(shí)比采用外部存儲器的其他處理器快得多，因為減少了往來(lái)于片外存儲器的數據搬移，從而確保了最佳的處理性能。

SHARC 2147x系列處理器采用了具有獨立運算單元和DMA處理通道的專(zhuān)用硬件加速器，可在后臺執行復雜的FFT、FIR和IIR濾波，從而釋放MIPS來(lái)用于核心處理。這種先進(jìn)的并行處理能力大大提高了總處理帶寬，避免了使用更多額外的處理器，同時(shí)確保了運算密集型應用的實(shí)時(shí)系統響應和處理完整性。

有了這些存儲和并行處理特性，設計師利用SHARC 2147x系列處理器可大幅節省功耗。這些特性所帶來(lái)的性能提升可進(jìn)一步節省功耗，確保算法和程序執行更快，使得執行某一任務(wù)所需的時(shí)間有所減少，從而導致凈功率的節省。

在便攜式醫療系統與設備領(lǐng)域保持領(lǐng)先

低功耗的浮點(diǎn)數字信號處理器的出現，已經(jīng)對醫療設備市場(chǎng)產(chǎn)生了革命性影響，緊湊型便攜式和/或電池供電的設備使醫護人員以更高的診斷準確率實(shí)現對患者的現場(chǎng)檢查。將這種復雜醫療診斷能力擴展到醫院之外的診所、救護車(chē)或醫療緊急救助現場(chǎng)，通過(guò)這些設備確保獲得高精確的診斷數據，使醫護人員能夠利用這些數據加速做出治療決策。

對于這些應用來(lái)說(shuō)，電池壽命也是一個(gè)重要的考慮因素，短暫一瞬就可能意味著(zhù)生死之別。利用低功耗的SHARC 2147x系列處理器，醫療設備設計師能夠在系統中更好地實(shí)現高效率的電源架構，從而有助于延長(cháng)設備的電池壽命并縮小電路板空間。

除醫療應用之外，低功耗的SHARC 2147x系列處理器還非常適用于諸如測試和測量以及專(zhuān)業(yè)音頻這些需要高運算精度和系統便攜性的應用，無(wú)論這些系統是市政供電還是電池供電。對于這些應用以及其他應用來(lái)說(shuō)，ADI公司的低功耗SHARC 2147x系列處理器能夠使設計師在無(wú)需降低電源效率的條件下將浮點(diǎn)運算精度應用于新一代小型系統。

ADI公司SHARC®浮點(diǎn)數字信號處理

ADI公司的32位浮點(diǎn)SHARC數字信號處理器基于超級哈佛結構，均衡了優(yōu)異的內核和存儲器與突出的I/O吞吐能力。這個(gè)超級哈佛架構通過(guò)添加一個(gè)具有專(zhuān)用總線(xiàn)的I/O處理器，將程序和數據存儲器總線(xiàn)分離的原有概念進(jìn)行了擴展。除了滿(mǎn)足對運算密集型、實(shí)時(shí)信號處理等方面的應用之外，SHARC處理器還集成有大容量存儲器陣列以及專(zhuān)用外設，從而簡(jiǎn)化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并縮短上市時(shí)間。