隨著ARM芯片技術的高速更新迭代,越來越多工業(yè)應用場景都使用ARM架構(gòu)實現(xiàn),ARM既可跑操作系統(tǒng)(Linux、FreeRTOS等)滿足復雜應用需求,亦可跑裸機滿足高實時等應用需求。由于ARM生態(tài)系統(tǒng)十分完善,因此在人機交互、網(wǎng)絡通信、文件系統(tǒng)管理方面,有著得天獨厚的優(yōu)勢。
業(yè)界部分開發(fā)者當中,曾經(jīng)有著DSP(數(shù)字信號處理器)將要被ARM淘汰的流言。那么,DSP真的要被時代拋棄了嗎?暫且讓我們先來盤一盤DSP的特點與優(yōu)勢吧。
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圖1C66x DSP結(jié)構(gòu)框圖
(1) DSP芯片一般采用的是哈佛結(jié)構(gòu)(Havard Structure),可同時對數(shù)據(jù)和程序進行尋址,大大提高了數(shù)據(jù)處理能力,非常適合于實時信號處理。TI公司的DSP芯片結(jié)構(gòu)是改進的哈佛結(jié)構(gòu),改進之處是在數(shù)據(jù)總線和程序總線之間進行局部的交叉連接,使得允許數(shù)據(jù)存放在程序存儲器中,并被算術運算指令直接使用,增強了芯片的靈活性。
(2) DSP擁有專門的指令集,主要是專門針對數(shù)字信號處理的,如通訊和多媒體處理。
(3) DSP采用專用的硬件乘法器以及快速的指令周期,它可在一個指令周期中同時完成一次乘法和一次加法,這非常適合快速傅立葉變換的需求。目前TI公司的C6000系列的C66x DSP處理器工作主頻可高達1.25GHz。
(4)浮點運算DSP比定點運算DSP的動態(tài)范圍要大很多。定點DSP的字長每增加1bit,動態(tài)范圍過大6dB,32bit浮點運動DSP的動態(tài)范圍可做到1536dB,不僅大大擴大了動態(tài)范圍,提高了運算精度,還大大節(jié)省了運算時間和存儲空間,為復雜算法的實時處理提供了保證。目前TI公司的C6000系列的C66x DSP處理器的浮點可高達22.4GFLOPS。
可以看到,以上DSP優(yōu)勢是ARM所不擅長的。在面對一些需要高速復雜的運算場景,DSP仍然擁有不可替代作用,特別是精密數(shù)控系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)、測試測量儀器、能源電力監(jiān)測、電力電子技術、音視頻處理等工業(yè)應用領域。
面對這些復雜的應用場景,既需要ARM的強大綜合處理能力,又需要DSP的強大數(shù)字信號處理能力,因此ARM + DSP也成為了工業(yè)領域很多產(chǎn)品的經(jīng)典架構(gòu)。而不是部分開發(fā)者所認為的ARM即將淘汰DSP,其實DSP一般都已經(jīng)和ARM架構(gòu)融合到一個SoC處理器中,各自發(fā)揮各自的優(yōu)勢,此時的DSP也更類似ARM的一個協(xié)處理器。
TI從2000年開始一直不斷推出ARM + DSP架構(gòu)SoC處理器,從以往的DM6446、DM3730、OMAPL138,到最新的AM5728、AM5708,每一款處理器都在工業(yè)應用領域大放光彩,成為眾多工業(yè)客戶的首選處理器。
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圖2
下面詳細介紹下TI最新ARM + DSP處理器AM5708/AM5728,它們分別由ARM Cortex-A15 +浮點DSP C66x構(gòu)成。
芯片硬件資源對比
表 2
AM5728 | AM5708 |
2xARM Cortex-A15,主頻1.5GHz | 1x ARM Cortex-A15,主頻1GHz |
2x DSP C66x,主頻750MHz,支持浮點運算 | 1x DSP C66x,主頻750MHz,支持浮點運算 |
2x IPU(Image Processing Unit),每個IPU子系統(tǒng)含2個ARM Cortex-M4核心,共4個ARM Cortex-M4核心 | 2x IPU(Image Processing Unit),每個IPU子系統(tǒng)含2個ARM Cortex-M4核心,共4個ARM Cortex-M4核心 |
2x PRU-ICSS,每個PRU-ICSS子系統(tǒng)含2個PRU(Programmable Real-time Unit)核心,共4個PRU核心 | 2x PRU-ICSS,每個PRU-ICSS子系統(tǒng)含2個PRU(Programmable Real-time Unit)核心,共4個PRU核心,支持EtherCAT等協(xié)議 |
1x IVA-HD Video Codec,支持1路1080P60 H.264視頻硬件編解碼 | 1x IVA-HD Video Codec,支持1路1080P60 H.264視頻硬件編解碼 |
2x SGX544 3D GPU圖形加速器 | 1x SGX544 3D GPU圖形加速器 |
1x GC320 2D圖形加速器 | 1x GC320 2D圖形加速器 |
512KByteOn-Chip Shared Memory | |
3x VIP(Video Input Ports),支持8路1080P60視頻輸入 | 1x VIP(Video Input Ports),支持4路1080P60視頻輸入 |
不支持MIPI | 1x MIPI CSI-2(Camera Serial Interface 2) |
1x TV OUTPUT,支持HDMI/DPI 1080P60 | 1x TV OUTPUT,支持HDMI/DPI 1080P60 |
3x LCD OUTPUT | 2x LCD OUTPUT |
3x eHRPWM | 3x eHRPWM |
3x eCAP | 3x eCAP |
3x eQEP | 3x eQEP |
1x NMI | 1x NMI |
1x PCIe Gen2,支持一個雙通道端口,或兩個單通道端口,每通道最高通信速率5Gbps | |
1x USB 2.0 | 1x USB 2.0 |
1x USB 3.0 | 1x USB 3.0 |
2x 10/100/1000M Ethernet | 2x 10/100/1000M Ethernet |
3x eMMC/SD/SDIO | |
10x UART | 10x UART |
1x JTAG | 1x JTAG |
2x Watchdog | 2x Watchdog |
1x SATA | 不支持SATA |
1x GPMC | 1x GPMC,支持8個片選信號 |
5x I2C | 5x I2C |
2x DCAN | 2x DCAN |
8x McASP | 8x McASP |
1x QSPI | 1x QSPI |
4x SPI | 4x SPI |
核心板滿負載功耗:10.1W | 核心板滿負載功耗:5.1W |
創(chuàng)龍科技基于AM5708、AM5728設計的兩款工業(yè)評估板TL570x-EVM、TL5728-EasyEVM,由核心板和評估底板組成。核心板經(jīng)過專業(yè)的PCB Layout和高低溫測試驗證,穩(wěn)定可靠,可滿足運動控制、工業(yè)PC、機器視覺、智能電力、視頻監(jiān)測等工業(yè)應用環(huán)境。
* AM5708
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圖3SOM-TL570x核心板
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圖4TL570x-EVM開發(fā)板
* AM5728
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圖5SOM-TL5728核心板
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圖6TL5728-EasyEVM開發(fā)板
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