Blackfin家族添新丁，單核DSP作戰(zhàn)高性能功耗比

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Blackfin處理器是ADI專為滿足嵌入式音頻、視頻和通信應(yīng)用計(jì)算要求和功耗約束條件而設(shè)計(jì)的新型16/32位嵌入式處理器，適合多格式音頻、視頻、語音和圖像處理、多模式基帶和分組處理、控制處理以及實(shí)時(shí)安全等融合式細(xì)分應(yīng)用。

Blackfin基于微信號架構(gòu)（MSA），它將一個(gè)32位RISC型指令集和雙16位乘法累加（MAC）信號處理功能與通用型微控制器所具有的易用性組合在了一起。這種處理特征的組合使得Blackfin處理器能夠在信號處理和控制處理應(yīng)用中均發(fā)揮上佳的作用——在許多場合中免除了增設(shè)單獨(dú)的異類處理器的需要。

2012年，ADI面向高級汽車輔助駕駛系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器視覺和安防/監(jiān)控系統(tǒng)推出了雙核的Blackfin處理器ADSP-BF60x系列。日前，ADI帶來了Blackfin處理器的最新一代產(chǎn)品ADSP-BF70x系列，在擴(kuò)展和平衡Blackfin家族單雙核產(chǎn)品的同時(shí)，目標(biāo)指向智能樓宇和音頻處理兩大快速增長領(lǐng)域。

ADI Processor-DSP部門亞洲區(qū)域經(jīng)理陸磊表示，BF70x作為一款單核的處理器，最顯著的特點(diǎn)就是功耗非常低。BF70x在同樣的主頻或性能下，功耗大約是競爭對手產(chǎn)品的一半。

俯瞰消費(fèi)電子到工業(yè)應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)性能、功耗以及系統(tǒng)集成度已經(jīng)成為了各類處理器共通的三大需求。其中，隨著系統(tǒng)的集成度越來越高，復(fù)雜系統(tǒng)對安全性、健康性以及穩(wěn)定性的要求就越來越高，這就需要能夠融合且平衡的滿足這些需求的處理器。

兩大目標(biāo)領(lǐng)域：智能樓宇和音頻處理

• 智能樓宇

據(jù)預(yù)測，到2018年智能樓宇將帶來超過500億美元的市場，全球超過2億的傳統(tǒng)PIR傳感器監(jiān)測系統(tǒng)將在今后的五年內(nèi)逐步轉(zhuǎn)向高級的監(jiān)測系統(tǒng)，例如CMOS成像器+DSP處理器的方式。后者的好處是，樓宇系統(tǒng)可以檢測到房間內(nèi)是否有人，并智能的控制房間的電燈、空調(diào)等設(shè)備，從而整體降低樓宇的能源消耗。

但是，多傳感器和DSP帶來的供電問題一直是智能樓宇產(chǎn)品的發(fā)展阻礙，所以低功耗的、具備無線功能的智能器件成為了推動(dòng)該市場的關(guān)鍵。

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• 音頻處理

全球的音頻市場究竟有多大？

從2013年的情況來看，全球搭載電子器件的樂器銷售額已經(jīng)超過了27億美元，吉他效果器的銷售數(shù)量達(dá)到了126萬臺。2010年以來，在行業(yè)經(jīng)濟(jì)下滑的情況下，手持式數(shù)字記錄器的單位銷售額卻同比增長5%，且電子舞曲樂器市場呈現(xiàn)爆炸式增長，其中數(shù)字DJ混音器和控制器相比2010年增長了三倍，年銷售額已經(jīng)超過1億美元。

憑借技術(shù)的快速發(fā)展、音效器成本的降低以及社交網(wǎng)絡(luò)的普及，加之音樂愛好者一貫的“寧愿不吃飯，也要買新效果器”的精神，預(yù)計(jì)全球電子樂器的銷售額還會大幅攀升。

陸磊表示，ADI的Blackfin和SHARC兩大處理器系列一直在音頻處理市場占有很強(qiáng)的地位，主要的應(yīng)用就包括電子音效器、音視頻接收器、數(shù)字手持錄音機(jī)等。另一方面，隨著汽車制造商對日益嚴(yán)厲的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)做出反應(yīng)，有源噪聲消除系統(tǒng)正在成為一個(gè)重要的音頻應(yīng)用領(lǐng)域。

汽車中的有源噪聲系統(tǒng)因?yàn)樾枰ㄟ^布置多個(gè)麥克風(fēng)和數(shù)字信號處理單元來控制噪聲，所以帶來了一些器件成本的增加，但卻降低了整車在隔音設(shè)計(jì)上的成本，同時(shí)整車的重量、能耗方面也可以降低，所以從長遠(yuǎn)來看，車內(nèi)有源噪聲消除系統(tǒng)符合綠色能源發(fā)展的趨勢。

“為了滿足用戶對音頻處理的高要求，設(shè)計(jì)人員更傾向選擇32位的低功耗運(yùn)算處理系統(tǒng)，所以BF70x非常適合以上提到的各類音頻應(yīng)用?！标懤趶?qiáng)調(diào)說。

單核作戰(zhàn)，主攻高性能功耗比

相比基于Blackfin內(nèi)核的上一代產(chǎn)品，BF70x可以支持單周期2個(gè)16位或一個(gè)32位的復(fù)數(shù)運(yùn)算、增設(shè)1MB容量的SRAM以及400MHz主頻下實(shí)現(xiàn)低于95mW的超低功耗。所以BF70x在性能上總體提升了20%以上。

ADSP-BF51x與ADSP-BF70x結(jié)構(gòu)對比

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陸磊解釋說，400MHz主頻下低于95mW的功耗在業(yè)界屬于遙遙領(lǐng)先的指標(biāo)。由于BF70x采用了新的內(nèi)核和工藝，所以它在400MHz、800MHz等主頻下的功耗都只有競爭對手的一半。同時(shí)相比上一代BF51x的單核產(chǎn)品，BF70x的功耗節(jié)省了35%。

此外，BF70x通過片內(nèi)的硬件加速單元實(shí)現(xiàn)加解密、認(rèn)證等計(jì)算，從而使客戶免于擔(dān)心軟件和算法被盜版的問題。

陸磊補(bǔ)充說，實(shí)際上BF70x可以支持?jǐn)?shù)字簽名功能。往往黑客在用戶的代碼中加入自己的代碼，但有了數(shù)字簽名后，硬件計(jì)算后一旦發(fā)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)字簽名不匹配，程序便會停止執(zhí)行，并判定為有人加入了惡意代碼。這樣一來，代碼在使用中可以保證一定是原始的，任何的改動(dòng)都無法使程序進(jìn)行下去，而它是目前簡單的128、256等加密方式所無法實(shí)現(xiàn)的。

外擴(kuò)方面，BF70x集成了更多的接口，包括USB 、SD、CAN和DDR2。針對一些傳統(tǒng)的接口，BF70x開始支持4通道的SPI，吞吐速度可以達(dá)到每秒25MB，這就比傳統(tǒng)的SPI快了很多。

ADSP-BF70x功能框圖

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客戶服務(wù)策略：擴(kuò)大第三方網(wǎng)絡(luò)

針對BF70x產(chǎn)品，客戶可以在ADI推出的CCES（Crosscore Embedded Studio）集成軟件平臺下，統(tǒng)一完成所有的調(diào)試、編譯等工作，并可享用到BF70x的評估板和配套的JTAG仿真器。此外，BF70x在代碼方面完全兼容于上一代的Blackfin，客戶可以進(jìn)行無縫的移植。

基于Blackfin上市十幾年來的經(jīng)驗(yàn)積累，ADI目前已經(jīng)可以提供成熟的軟件庫供用戶進(jìn)行下載和系統(tǒng)的搭建。以音頻處理為例，BF70x目前支持杜比DTS的編解碼器。只要客戶拿到杜比DTS的授權(quán)，ADI便可以免費(fèi)的提供BF70x以及Blackfin其他系列的軟件庫。

免費(fèi)的軟件庫還包括MP3、WMA9，以及后期處理的異步數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、均衡器等，所有的音頻乃至視頻、圖象處理的軟件庫都可以在ADI官網(wǎng)中找到。

除了剛才提到的軟硬件支持，Blackfin系列還積累了豐富的第三方資源，并逐步擴(kuò)張。目前國內(nèi)的遠(yuǎn)景蔚藍(lán)、東方迪碼已經(jīng)是ADI的長期第三方伙伴，一起為客戶提供從工具到算法的系統(tǒng)解決方案。

目前，BF70x在千片訂量下的單片價(jià)格為3.99美金起，已經(jīng)開始提供樣片，預(yù)計(jì)在明年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

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