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TI高集成度SoC完胜FPGA?

老墨?? 2015年05月12日 ?? 收藏0
在要求高速数据生成和采集的场合,性能是关键。例如航空电子、防御系统、医疗以及测试与测量等应用领域,对于性能、功耗、体积等有着更为严苛的要求。日前,德州仪器(TI)推出一款基于Keystone的高集成度66AK2L06 SoC解决方案,它集成了JESD204B接口标准,以及高整合度的数字前端,可使总体电路板封装尺寸减少66%,同时可帮助上述应用领域的产品能耗减少50%。

高集成度实现节能和可编程性

在进行高速、实时的数据采集与处理时,传统方案基本都需要通过高速ADC/DAC/AFE,经过FPGA/ASIC芯片,再通过PCIe/EMIF/sRIO接口与DSP处理器进行通信。而66AK2L06将FPGA整合到DSP中,通过高速串行协议标准JESD204B直接与ADC/DAC/AFE进行通信(图1)。据TI嵌入式处理器业务拓展经理庞金鹏介绍,JESD204B是一款高效、符合行业标准的串行通信链路,它可以简化高速应用中数据转换器与处理器之间的数字数据接口。通过将其集成到SoC中,可以简化系统、降低功耗、节省成本,提升研发效率。

图1, 66AK2L06与旧有方案的区别
图1, 66AK2L06与旧有方案的区别

除了集成JESD204B,66AK2L06的另一大特色是软件可编程数字前端(DFE)(图2)。它包括了可编程数字下变频/上变频转换器、可编程有限脉冲响应滤波器、可编程实数或复数输入输出、可编程前端自动增益控制、可编程数控振荡器/混频器。所有这些功能都围绕数字信号处理进行了优化,可完成功能重采样、噪声和图像滤波与成形、I/Q调制和解调、ADC动态范围控制以及中心频率转换等功能。

图2,软件可编程数字前端
图2,软件可编程数字前端

上述功能特性加之JESD204B接口,拓展了KeyStone多核架构,同时减少了系统成本和功率。相较于FPGA或现行的同类解决方案,用户可将开发速度提升3倍。凭借66AK2L06 SoC,开发人员在通过软件部署后能够快速改变DFE配置,同时将多个配置存储在DDR或闪存存储器中,以实现动态切换。集成的DFE和JESD204B接口可以帮助用户在几天内通过软件可编程性更改滤波器以实现优化,而FPGA则往往需要数周的时间。

除了软件可编程性,66AK2L06还集成了2个Cortex- A15、4个TMS320C66x DSP。据TI方面介绍,其DSP和Cortex-A15集成所提供的性能比市场上现行的解决方案高出两倍。4个DSP内核可帮助客户通过浮点运算进行灵活编程,其中每个内核均可提供高达1.2GHz的信号处理能力。为了执行复数控制代码处理,双路Cortex-A15 MPCore处理器可提供1.2GHz的处理能力,并且能够实现对I/O的无延迟实时直接访问。

图3,高集成度的66AK2L06
图3,高集成度的66AK2L06

所有DSP内核均可访问快速傅里叶变换协处理器 (FFTC) 模块,旨在加快雷达系统等应用中所需要的FFT和IFFT计算。此外,主要用于处理以太网数据包的硬件加速器网络协处理器 (NETCP)具有4个千兆以太网 (GbE) 模块,用于发送和接收来自IEEE 802.3兼容网络的数据包,同时还配备了一个执行头文件匹配和数据包修改操作的数据包加速器 (PA)以及一个用来加密和解密数据包的安全加速器 (SA)。

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