14 能够将同一供应商的其他设备用于我的系统吗?
当你选择处理器的时候,你最好同时观察一下你的系统信号链。处理器供应商是不是还销售连接处理器的外设?通常情况下,最好购买同一个供应商的多个系统元件。
了解各种处理器
为了帮助你做出比较明智的选择,让我们再总结一下可使用的基本处理器,包括:专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、DSP/MCU 组合(分立或合一解决方案)。
1 ASIC和ASSP
固定功能的ASIC/ASSP是特定的嵌入式媒体处理应用的一种最佳的解决方案,这些特定应用包括想要最终在市场上获取成功所必须的精密外围设备。不过,其有限的灵活性阻碍了其适应新功能和不断发展的需求能力。这种灵活性的缺乏反过来又限制了客户的选择,因为单独录音机或者播放器需要有处理不同媒体格式的能力。
2 FPGA
与ASIC相比,FPGA的开发速度更快,因此就缩短了产品的上市时间。然而,FPGA与可编程处理解决方案和ASIC相比体积大、价格贵而且功耗大。因此,FPGA通常不用做便携式多媒体应用的主处理器,而通常是原型设计的最佳选择,或者用在功耗和价格都不是主要选择标准的最终系统中。
3 MCU
32位 MCU在嵌入式媒体处理领域是最受欢迎的。要了解其越来越受欢迎的原因,首先应了解8位MCU在这些领域中并不具备保证实时操作所需要的带宽和计算能力。这并不是说8位MCU没有用,相反它们在从汽车到照相机等多种市场中很受欢迎。它们主要的卖点是超低功耗、超小封装、优良的代码密度和非常便宜的价格(远低于2美元/片)。
逻辑上似乎16位MCU(起价约为2美元/片)应该替代8位MCU,然而16 位MCU通常缺乏处理多媒体处理器所需要的能力。此外它还受到存储器寻址范围小的限制。
在嵌入式媒体处理器应用中,MCU可以起到很多不同的作用。对于低端系统它们可以作为单系统处理器,主要进行视频解码、中等显示分辨率(通常为QVGA或者低于QVGA)的显示以及比较简单的视频格式(如MPEG Simple Profile,不能处理H.264)。对于中高档系统,需要一个DSP或者其他合适的处理器来处理高清晰度和更复杂的格式。不过,在这些应用中MCU仍然可以用作系统控制器,运行一个操作系统并且管理整个系统的任务。此外,由于其丰富的外设组合,它们通常有助于连接媒体处理器和外部世界。
4 DSP
DSP适合用于数据缓冲器中高性能数据处理,如在多媒体应用中流行的数据搬运。为了达到DSP的性能目标通常需要编写优化的汇编代码,因为DSP算法通常装在小型、低时延内存中,代码密度通常不是首要考虑的因素。
5 分立DSP+MCU
在多媒体处理领域,DSP并不是理想的独立处理器。它很适合数学程序,而不太适合监视控制。因此,基于DSP的多媒体处理器通常要依赖速度比较慢的MCU(更适合控制)来提供诸如用户界面和OS等功能。
现在出现了将MCU和DSP合并到一个系统设计方案的不同方法。对于初学者,你可能总是使用分立的DSP和MCU芯片来设计。虽然这样的成本比较高并且会占用相当大的印制电路板面积,但是可以根据系统需要最灵活地选择每颗芯片的尺寸。另外,有一些芯片制造商采取了不同的多内核方法将分立的DSP和MCU处理器封装在一个模块内。
MCU和DSP采用分立方案有几点好处。第一,DSP和MCU的开发商只需要各自完成自己的设计。
第二,MCU和DSP开发团队分开的原因是两种处理器有着两种不同的指令集。
然而,“DSP+MCU”合一方案有一个缺陷,就是很难化分MCU控制功能和DSP计算功能。
与快速32 位MCU并行发展的一个新兴趋势是推动整合更多DSP功能的发展,如将MAC单元合并到MCU中。然而,这个想法只适合用于简单信号处理应用,因为MCU的时钟速度和运算体系结构从根本上并不能很好地适应多媒体数据搬运速率的要求。因此,这些“增强DSP”的MCU并不是适合高级媒体处理应用的理想平台。
6 会聚处理器
“会聚处理器”兼备了MCU和DSP的功能。尤其应该知道的是,会聚处理器并不是增强控制功能的DSP,也不是扩展DSP功能的MCU。会聚处理器适合实时多媒体数据流的运算和完成控制任务两种功能。ADI公司的Blackfin处理器就是这种体系结构的典型例子。
与DSP类似,会聚处理器通常具有高时钟率和每处理单元低功耗(mW/MMACS)的特点。
会聚处理器也能简化开发过程。相比之下,会聚处理器允许利用单一工具链在一个统一的平台上开发代码。因此,开发商只需要掌握一种指令集并且保存一种代码库在一种OS上运行。
总之,为嵌入式媒体处理系统选择合适的处理器有多种方案。通过选择嵌入式媒体处理器常见问题的解答和对每种处理器各自优缺点的了解,会帮助你做出一个能取得最终成功的明智选择。