Микропроцессор ADSP-21535 Blackfin

Микропроцессор ADSP-21535 - первый представитель семейства микропроцессоров Blackfin, с микросигнальной архитектурой, разрабатываемой совместно компаниями Analog Devices и Intel. Процессор выпускается с начала 2002 года в двух вариантах:

· ADSP-21535PKB-300 (для частоты 300 МГц);

· ADSP-21535PKB-200 (для частоты 200 МГц).

Особенностью данной архитектуры является сочетание в одном МП возможностей сигнальной обработки, SIMD-обработки мультимедийных данных и RISC-подобного набора команд.

ADSP-21535 отличает чрезвычайно низкое энергопотребление при достаточно высокой производительности и широком наборе интегрированных периферийных устройств.

Производительность микропроцессора на операции "умножение с накоплением" (MAC) составляет: при частоте 300 МГц - 600 MMACS, при частоте 200 МГц - 400 MMACS.

На кристалле помимо микропроцессорного ядра содержатся 256 Кб статической памяти, контроллер ПДП, контроллер прерываний, блок интерфейса системной шины, память загрузки, таймеры, контроллер внешней памяти, контроллер шины PCI, интерфейс USB, универсальный асинхронный интерфейс блок эмуляции и отладки JTAG.

Рисунок 6 - Структура микропроцессора Blackfin

Ядро ADSP-21535 состоит из 3 компонентов:

· устройство вычисления адреса;

· устройство управления;

· устройство обработки данных.

В МП реализована модифицированная гарвардская архитектура в комбинации с иерархической структурой памяти. Вся память микропроцессора рассматривается как унифицированное адресное пространство размером до 4 Гбайт.

1 уровень иерархии памяти работает на частоте ядра и имеет минимальное время доступа. Память команд этого уровня (16 Кбайт на кристалле) содержит только команды. Память данных первого уровня иерархии (два банка по 16 Кбайт на кристалле) содержит, наряду с данными, стек и локальные переменные.

2 уровень иерархии памяти - это внутренняя (256 Кбайт SRAM) и внешняя память, доступ к которой осуществляется за несколько процессорных тактов. Память этого уровня является общей для команд и данных.

Большое внимание при создании МП семейства Blackfin разработчики уделили сокращению энергопотребления. В них реализовано гибкое динамическое управление питанием: в зависимости от интенсивности вычислений изменяется напряжение питания и тактовая частота работы микропроцессора.

Дальнейшее развитие семейства идет в направлении повышения производительности, сокращения энергопотребления и использования проблемно-ориентированного набора периферии.

К другим представителям семейства Blackfin относятся:

· ADSP-21532 - с частотой 300 МГц, процессор оснащен звуковым (I2S), видео (CCIR-656) интерфейсами, а также содержит 640 Кбит SRAM и встроенный регулятор напряжения;

· ADSP-BF533 - это наиболее производительный микропроцессор семейства. На тактовой частоте 600 МГц он выполняет 1200 ММАС в секунду. Процессор содержит на кристалле 1,2 Мбит статической высокоскоростной памяти, встроенный регулятор напряжения и набор периферии, ориентированный на широкий круг задач обработки мультимедийных данных. Потребление энергии данным микропроцессором составляет 280 мВт.

Новые Blackfin-процессоры поддерживают встраиваемые операционные системы, такие как Linux Embedded, ThreadX и Nucleus.