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[原创] ADSP-BF609:嵌入视频开发方案

关键词:ADSP-BF609处理器 Blackfin双核处理器 嵌入式工业 ADI

时间:2014-12-03 11:26:24       来源:中电网

ADI公司的ADSP-BF609是 Blackfin双核处理器,工作频率高达1GHz,硬件支持高清视频分析。ADSP-BF609采用ADI/INTEL微信号架构(MSA),每个核包含两个16位MAC,两个40位ALU和40位桶形移位RISC类寄存器和指令模式,具有先进的调试、跟踪和性能监视。主要用在从汽车电子到嵌入式工业,仪表和马达控制等应用。

ADSP-BF609处理器是Blackfin处理器系列产品中的一员,它具有ADI公司/Intel微信号架构(MSA)。Blackfin处理器结合了双MAC先进的信号处理引擎和正交RISC类型、微处理器指令集,以及单指令,多数据(SIMD)多媒体功能,并将这些优势集成到一个单一的指令集架构。

该处理器提供的性能高达500MHz,具有低静态功耗。采用低功耗和低电压的设计方法进行生产,具有世界级的电源管理和性能。

通过集成了一套丰富的,领先的系统外设和存储器,Blackfin处理器是下一代应用平台的首选之一下一代应用平台需要RISC类型的可编程性,多媒体支持,先进的信号处理,并集成在一个封装里。应用涵盖了广泛的市场范围,从车载系统到嵌入式工业,仪器仪表和电源/电机控制应用。

图1 ADSP-BF609处理器方框图


图2 Blackfin处理器核框图

ADSP-BF609主要特性

•双核,对称高性能的Blackfin处理器,每个核最高500MHz,每个核包含2个16位MAC,2个40位ALU和一个40位的桶形移位器

• RISC式寄存器和指令模型,便于编程和编译器的友好支持

•先进的调试、跟踪和性能监控

•流水线视觉处理器,以提供硬件来处理信号和图像的算法(用于ADAS或其他视频处理应用中的预处理和协处理视频帧)

•可接受一系列的电源电压,用于I/O操作。

•断片上稳压器接口349球 (19mm×19mm),符合RoHS标准,BGA封装

•存储器,每个核包含L1 SRAM存储器148K字节(处理器核访问)多奇偶位保护

•最高256K字节的L2 SRAM存储器具有ECC保护

•动态存储器控制器,提供16位接口,用于DDR2或者LPDDR DRAM器件的单一存储库

•静态存储器控制器与异步存储器接口,支持8位和16位的存储器

•闪存,灵活的启动选项,eMMC和SPI存储器(SPI),连接口和UART主机

•存储器管理单元,提供存储器保护



图3 FinBoard Blackfin BF609 EVSK嵌入视频开发板外形图

BLACKFIN处理器核

该处理器集成了两个Blackfin处理器核。每个核包含2个16位乘法器、2个40位累加器、2个40位ALU、4个视频ALU和一个40位的移位器。运算单元处理来自寄存器文件的,8位、16位或32位的数据。

计算寄存器文件包含8个32位寄存器。当计算操作以16位操作数数据计算时,寄存器文件运行16个独立的16位寄存器。所有计算操作数来自多端口寄存器文以及指令常量域。

每个MAC,在每个周期执行16位×16位乘法,累加的结果为40位累加器。支持有符号和无符号的格式,舍入和饱和度。

该ALU执行传统的一套算术,和逻辑运算(16位或32位的数据)。此外,还包括许多特殊指令,以加速各种信号处理任务。这些措施包括位操作,该视频指令组,包括字节对准和压缩操作、16位和8位截断加、8位平均操作、8位减法/绝对值/累加(SAA)的操作。40位移位器可以执行移位和旋转,并用于支持标准化、现场提取和存储等指令。

其程序控制器控制指令执行的流程,包括,指令对齐和解码。对于程序流的控制,定序器支持PC相对,间接的条件跳转(具有静态分支预测)和子程序调用。硬件支持零开销循环(zero-overhead looping)。该结构是完全互锁的,这意味着,当执行与数据相关的指令时,程序员不需要管理管道。地址算术单元提供两个地址,以从存储器中同时进行双存取。它具有一个多端口寄存器文档,包括,四组32位索引、修改长度和基址寄存器(用于循环缓冲),还有八个额外的32位指针寄存器(用于C型的索引堆栈操作)。Blackfin处理器支持改进的哈佛结构和分级的存储器结构。1级(L1)存储器一般在全处理器速度下运,并很少或没有延迟。在L1级,指令存储器只存放指令。数据存储器保存数据,一个专用的临时数据存储器存储堆栈和局部变量信息。

此外,还有多个L1存储器模块,提供了SRAM配置组合和缓存。其存储器管理单元(MMU)提供了存储器保护,可用于单个任务(可以核运作,并可以保护系统寄存器免于意外的存取)。

该架构提供了三种操作模式:用户模式,管理员模式和仿真模式。用户模式限制访问某些系统资源,从而提供了一个受保护的软件环境,而在管理模式下,可以不受限制地访问系统和核资源。

图4 FinBoard Blackfin BF609 EVSK嵌入视频开发板框图

嵌入视频开发板

FinBoard Blackfin BF609 EVSK嵌入视频开发板包括FinBoard和嵌入式视觉入门套件,提供了设计和验证的,完整的开发平台(基于ADI公司的Blackfin BF609双核DSP处理器)。该套件使设计者能够通过板上标准接口的外设来使用BF609 DSP。

开发板主要特性

• ADI公司的Blackfin BF609双核500MHz DSP处理器

• 128MB DDR2 SDRAM

• 32Mb四SPI闪存

• Aptina MT9M114720p高清CMOS彩色图像传感器

• 2欧司朗高亮度LED,用于目标照明+2空焊盘以获得更多的LED

•美国国家半导体DP83848J10/100以太网PHY

• uSD闪存卡接口

• 4GB的microSD卡与SD转接器

• ADV7511 HDMI视频传输

• 5个可编程用户LED

• 2个用户可编程按钮开关

• 2个用户可编程的滑动开关

• USB-OTG迷你B接口

• USB-UART迷你B型接口,串口终端控制台

• ADM1032温度传感器

• IDT5V9885T可编程时钟合成器,具有扩频功能

•三脚架

• ADI公司的ICE-100B JTAG仿真器和调试接口

FinBoard Blackfin BF609 EVSK嵌入视频开发板包括:

•安富利FinBoard

• ADI公司的ICE-100B的JTAG调试器

• 2GB的microSD卡

• 5V电源

• HDMI连接线

• USB连接线(A型到迷你B型)

•三脚架

• 5个白色裸片

• 12个月CROSSCORE嵌入式Studio许可(2,6个月的许可证)

•快速入门卡

详情请见:http://solution.eccn.com/solution_2014101510550990.htm

本文为中电网及《世界电子元器件》杂志版权所有,如转载请务必注明出处。

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