Сигнальные процессоры BLACKFIN для встраиваемых приложений

Отличительная особенность новых сигналь­ных процессоров Blackfin ADSP-

BF512/4/6/8 — высокая производительность и наличие встроенных периферийных контрол­леров, ориентированных на использование во встраиваемых системах. В первую очередь, — это интерфейс PPI (поддерживающий прото­кол ITU-R-601/656) и контроллер малогаба­ритных флэш-карт типа MMC, SD, SDIO. Имеются версии процессоров со встроенной флэш-памятью объемом 4 Мбит, подключенной к интерфейсу SPI. Для защиты программного кода и данных в новых процессорах применяет­ся технология Lockbox™ Secure Technology.

В. Охрименко

Компания Analog Devices продолжает нара­щивать выпуск новых модификаций 16-разрядных высокопроизводительных сигнальных процессоров с фиксированной точкой семей­ства Blackfin. Первый процессор этого семей­ства (ADSP-BF535) был анонсирован в 2001 го­ду. Затем были выпущены процессоры ADSP- BF531/2/3 и ADSP-BF561, имеющие по два процессорных ядра, с максимальной произво­дительностью 2400 MMACS. В 2005 году начато производство новых модификаций процес­соров (ADSP-BF534/6/7), которые от выпу­щенных ранее сигнальных процессоров отли­чались, главным образом, объемом памяти и наличием встроенных Ethernet-, I2C- и CAN- портов. В семействе Blackfin имеются и сиг­нальные процессоры со встроенной флэш-па- мятью — это ADSP-BF538F/539F. В 2007 году были представлены ориентированные на муль­тимедийные приложения сигнальные процессоры ADSP-BF54X, а вскоре и ADSP-BF52x/ 52xC [1, 2]. В 2008 году были анонсированы ориентированные на использование во встраи­ваемых приложениях сигнальные процессоры ADSP-BF512/4/6/8.

Структурная схема процессоров ADSP-BF51x

Структурная схема сигнальных процессоров ADSP-BF51X приведена на рисунке. В таблице да­ны основные параметры этих процессоров [3, 4].

Поскольку новые процессоры ориентирова­ны на использование во встраиваемых системах изделий массового спроса, их ключевой особенностью является возможность защиты от несанкционированного использования программного кода, являющегося интеллекту­альной собственностью (Intellectual Property — IP). Для этой цели в процессорах ADSP-BF51x применяется технология Lockbox™ Secure Technology, что позволяет разработчикам не только гарантировать целостность програм­много кода и данных, но и сохранить конфиденциальность программ. Использование этой технологии, кроме того, дает возможность раз­работчикам и производителям функционально законченных устройств создать на ее базе платформу для реализации концепции DRM (Digital Rights Management — управления пра­вами на цифровые носители).

Основные параметры сигнальных процессоров ADSP-BF51x

Сигнальные процессоры ADSP-BF51X снаб­жены встроенным скоростным периферийным параллельным интерфейсом (Parallel Periphe­ral Interface — PPI). Наличие контроллера PPI обеспечивает возможность непосредственного подключения внешних устройств (профессио­нальных и бытовых фото- и видеокамер, мик­росхем видеокодеков и т.п.), поддерживаю­щих протоколы передачи данных, принятые в стандартах ITU-R-601/656. Кроме того, благо­даря контроллеру PPI поддерживается скоро­стной обмен данными в параллельном формате и со многими другими внешними устройства­ми ввода/вывода. К ним относятся микросхе­мы CMOS-датчиков изображения, TFT-дисп­леи, высокоскоростные АЦП/ЦАП и т.п.

Встроенная в процессоры ADSP-BF512F/ 4F/6F/8F флэш-память объемом 4 Мбит под­ключена к одному из SPI-портов (SPI0). В мо­дификациях процессоров ADSP-BF51xF порт SPI0 используется только для связи со встро­енной флэш-памятью, а соответствующие сиг­налы этого порта (MOSI, MISO, SPISSEL и SPI_CLK) не подключены к внешним выводам микросхемы. Поэтому программирование этой флэш-памяти осуществляется только с исполь­зованием процессора, что позволяет избежать несанкционированного копирования данных из этой памяти.

В отличие от своих предшественников — процессоров ADSP-BF561/54x/53x/52x, но­вые сигнальные процессоры ADSP-BF512/4/ 6/8 не содержат встроенного импульсного ста­билизатора напряжения питания ядра. Для регулирования напряжения питания ядра не­обходимо использовать внешний стабилиза­тор.

Контроллер RSI (Removable Storage Inter­face), входящий в состав новых процессоров, поддерживает протоколы обмена данными с флэш-картами типа MMC (Multi-Media Card), SD (Secure Digital), SDIO (Secure Digital In-put/Output). Для SD-карт обеспечивается ре­жим работы по однопроводной и четырехпро­водной линиям. Для флэш-карт типа MMC — по одно-, двух- и восьмипроводной линиям. Кро­ме того, контроллер RSI поддерживает прото­кол обмена данными с накопителями на жест­ких дисках, имеющих интерфейс CE-ATA.

Предлагаемые в настоящее время фирмой Analog Devices средства отладки сигнальных процессоров ADSP-BF51X базируются на ин­тегрированной программной среде (IDE), кото­рая включает программный пакет Visual- DSP++, оценочную плату ADSP-BF518F EZ- Board и внутрисхемный эмулятор ADZS- HPUSB-ICE, подключаемый к USB-порту компьютера. В состав программного пакета Vi- sualDSP++ входят: ассемблер, компоновщик, загрузчик, симулятор, компилятор С/С+, биб­лиотеки программ и т.п.

Сигнальные процессоры семейства Blackfin предназначены для использования в мобиль­ных телекоммуникационных устройствах, из­делиях потребительской электроники (порта­тивных фото- и видеокамерах, профессиональ­ной и бытовой аудио- и видеоаппаратуре и т.п.), системах видеонаблюдения, автомобиль­ной электроники, а также в других устрой­ствах, в которых необходимо обеспечить циф­ровую обработку сигналов в реальном времени и низкий уровень энергопотребления.