DSP + ARM架構(gòu)處理器為機(jī)器視覺帶來強(qiáng)大運(yùn)算和控制能力

一些工業(yè)、航空電子控制、視覺應(yīng)用和高端測(cè)量測(cè)試，如生物影像處理等在實(shí)現(xiàn)控制、顯示的同時(shí)，還需要較強(qiáng)的運(yùn)算和信號(hào)處理能力。德州儀器 (TI) 近日宣布在現(xiàn)有DSP + ARM產(chǎn)品的成功基礎(chǔ)上推出Integra系列處理器C6A816x，集成了高性能ARM Cortex-A8內(nèi)核和高達(dá)1.5 GHz的單內(nèi)核浮點(diǎn)與定點(diǎn)DSP性能。

　　“有很多算法在DSP平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)，在ARM上也可以；但有些特定的算法，如數(shù)據(jù)濾波、圖像處理等放在DSP上運(yùn)行的效率會(huì)高很多，可能達(dá)到60%以上。因此DSP + ARM 的組合架構(gòu)堪稱理想架構(gòu)”，TI數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理程自清說，因?yàn)?DSP 可專門用于處理密集型信號(hào)處理需求、復(fù)雜的數(shù)學(xué)函數(shù)以及影像處理算法，而 ARM 則可用于實(shí)現(xiàn)圖形用戶界面 (GUI)、網(wǎng)絡(luò)連接、系統(tǒng)控制以及多種操作系統(tǒng)下的應(yīng)用處理。另外，ARM資源可以空出來做更多的應(yīng)用，總體性能會(huì)大大提高。在某些高端的應(yīng)用場(chǎng)合，ARM+DSP會(huì)起到事半功倍的效果。C6A816x有兩個(gè)系列，兩個(gè)芯片里都具有1.5GHz單核浮點(diǎn)、定點(diǎn)DSP和Cortex-A8內(nèi)核，區(qū)別在于C6A8168配有3D加速器，C6A8167則沒有。有些場(chǎng)合需要高浮點(diǎn)和定點(diǎn)運(yùn)算處理器，并支持多種操作系統(tǒng)，對(duì)顯示、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)都有很高的要求，這些都適用于C6A816x處理器。

　　C6A816x處理器不僅可提供各種不同的網(wǎng)絡(luò)連接選擇和存儲(chǔ)選項(xiàng)，還能在片上及片外實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)傳輸。如此高的集成度不僅使客戶能夠顯著提升性能，同時(shí)還可通過更少的芯片數(shù)量（其中包括節(jié)約分立式存儲(chǔ)器成本以及印刷電路板空間）將物料清單 (BOM) 成本銳降 50%。

　　在應(yīng)用方面，C6A816x系列非常適用于高端機(jī)器視覺系統(tǒng)和需要較高端圖形UI能力的系統(tǒng)。機(jī)器視覺要求較強(qiáng)的顯示功能，同樣需要大量的數(shù)據(jù)處理。TI對(duì)此提供了很多支持影像算法的接口，主頻高達(dá)1.5GHz 的DSP也可以達(dá)到影像算法的較高要求。產(chǎn)品同時(shí)支持雙32位DDR2和DDR3；ARM高性能處理器還支持一些數(shù)據(jù)收發(fā)所需接口和千兆以太網(wǎng)連接等。

　　程自清還指出，以往機(jī)器視覺產(chǎn)品上如果有一個(gè)很復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先需要FPGA進(jìn)行算法和數(shù)據(jù)整理，同時(shí)DDR做影像視覺處理和特征提取的算法，另外還需要uProcessor做系統(tǒng)管理和通訊等，特別是一些高端的顯示。應(yīng)用這些特殊的產(chǎn)品需要不同的芯片：FPGA、DSP、uProcessor，總體成本是非常高的。應(yīng)用C6A816x產(chǎn)品，首先接口可以全部集成在其中，同時(shí)又集成了定點(diǎn)、浮點(diǎn)DSP和高性能ARM。因此基于C6A8167的方案可節(jié)約成本超過50%；在外部存儲(chǔ)或者電源管理芯片也會(huì)節(jié)省大量成本。除此之外，板子尺寸也會(huì)減少，系統(tǒng)可靠性大幅度提高。

　　Integra處理器內(nèi)部通過高性能主線完成DSP和ARM兩個(gè)核心的通信及同步，且不會(huì)因此造成數(shù)據(jù)傳輸阻塞。開發(fā)者可通過TI提供的免費(fèi)TI EZ軟件開發(fā)套件 (EZ SDK)進(jìn)行開發(fā)。程自清表示，可支持代碼移植的TI C6EZRun使開發(fā)人員能在DSP上方便地運(yùn)行ARM代碼，而無需修改；并且從ARM到DSP代碼的轉(zhuǎn)換效率非常高。TI C6EZAccel還提供了一個(gè)包括數(shù)百個(gè)DSP優(yōu)化型信號(hào)處理算法的程序庫(kù)，通過ARM API加快開發(fā)進(jìn)度，開發(fā)者還可以通過TI的網(wǎng)站及時(shí)更新最新的API。TI非常倡導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)API的發(fā)布，所有TI的API也經(jīng)過公司預(yù)先驗(yàn)證，為開發(fā)者的編譯帶來便利。