Adsp-TS101芯片介紹及其在雷達(dá)信號(hào)處理方面的應(yīng)用

Adsp-TS101性能比ADSP21160有顯著提高，且與之兼容，使得以ADSP21160開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品升級(jí)快速、簡(jiǎn)捷。Adsp-TS101是64位處理器，工作在250 MHz時(shí)鐘下，可進(jìn)行32位定點(diǎn)和32位或40位浮點(diǎn)運(yùn)算，提供最高1500 MFLOPS(Millions of floating-pointoperations per second，每秒執(zhí)行百萬(wàn)次浮點(diǎn)操作)的運(yùn)算能力;內(nèi)部具有6 M位雙口 SRAM，同時(shí)集成了I/O處理器，加上內(nèi)部總線，消除了I/O瓶頸。此外，Adsp-TS101適宜多處理器結(jié)構(gòu)，內(nèi)部集成總線仲裁，通過(guò)鏈路(1ink)12I和外部(external)口可支持并行處理器，而不需任何附加邏輯電路，每一個(gè)處理器可直接讀寫(xiě)任何一個(gè)并行處理器的內(nèi)存。本文簡(jiǎn)要介紹其性能、應(yīng)用特點(diǎn)及芯片內(nèi)部的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能框圖，給出Adsp-TS101的一種典型應(yīng)用，并說(shuō)明DSP的電源供電和功耗的計(jì)算方法。

　　1 Adsp-TS101的主要性能

　　Adsp-TS101的主要性能如下：

　　采用TigerSHARC結(jié)構(gòu)，具有3條獨(dú)立總線用于取指令、取數(shù)據(jù)、不間斷I/O;

　　指令周期4 ns，工作時(shí)鐘250 MHz;

　　單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)提供兩個(gè)運(yùn)算單元，每個(gè)有一個(gè)算術(shù)邏輯單元、乘法器、移位器、寄存器組，可同時(shí)在兩個(gè)運(yùn)算單元上進(jìn)行同一指令下對(duì)不同數(shù)據(jù)的32位操作;

　　提供最大1 500 MFLOPS運(yùn)算能力;

　　片內(nèi)6 M位雙口SRAM，允許CPU、Host和DMA的獨(dú)立存取;

　　有14個(gè)DMA通道，可進(jìn)行內(nèi)存和外存、外設(shè)、主處理器、串(serial)口、鏈路(1ink)口之間的數(shù)據(jù)傳輸;

　　有2個(gè)數(shù)據(jù)地址發(fā)生器(IALU)，允許取模和按位取反操作;

　　片內(nèi)集成I/0處理器、6 M位雙口 SRAM，具有串行、連接、外部總線和JTAG測(cè)試口，支持多處理器結(jié)構(gòu);

　　并行總線和多運(yùn)算單元，使單周期可執(zhí)行1次算術(shù)邏輯運(yùn)算、1次乘法、1次雙口SRAM的讀或?qū)懀约?次取指操作，CPU與內(nèi)存之間可進(jìn)行每周期4個(gè)32位浮點(diǎn)字的傳輸;

　　簇式多處理器最高可支持8個(gè)TigerSHARC Adsp-TS101。

　　Adsp-TS101性能測(cè)試如表1、2所列。

　　2 Adsp-TS101的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖和功能簡(jiǎn)介

　　圖1為ADSP一TSl01的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。由圖可見(jiàn)，Adsp-TS101包括PEX、PEY兩個(gè)運(yùn)算單元，每一個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算有一個(gè)算術(shù)邏輯單元、乘法器、移位器、32字寄存器組。另外，算術(shù)邏輯單元、乘法器、移位器為并行排列，可進(jìn)行單周期多功能操作，如在同一機(jī)器周期中算術(shù)邏輯單元和乘法器可同時(shí)進(jìn)行操作。

　　當(dāng)數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器和寄存器之間傳遞時(shí)，IALU提供存儲(chǔ)器的地址。每個(gè)IALU有一個(gè)算術(shù)邏輯單元、32字寄存器組。

　　程序控制器包括指令隊(duì)列緩沖器(IAB)和分支目標(biāo)緩沖器(BTB)。Adsp-TS101既有4個(gè)外部中斷IRQ3～O，也有內(nèi)部中斷。

　　3條128位總線提供高的寬帶連接。每個(gè)總線允許每個(gè)周期4條指令或4隊(duì)列數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。外部口和其他鏈路口的片上單元也用這些總線訪問(wèn)存儲(chǔ)器。在每個(gè)周期僅能訪問(wèn)一個(gè)存儲(chǔ)器塊，故DMA或外部口傳輸與處理器核在訪問(wèn)同一塊時(shí)必須進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。