Электронные компоненты для разработки и производства. Харьков, Украина

Многоядерные процессоры
 

[ серия контроллеров DaVinci на складе ]

[ продукция Texas Instruments на складе ]

[ серия контроллеров MSP430 на складе ]

Отличительные особенности:

• Высокопроизводительная цифровая медиа система на кристалле (SoC)

  • Тактовая частота ядра C64x+: 594 МГц

  • Тактовая частота ядра ARM926EJ-S: 297 МГц

  • Ядро C64x+ выполняет восемь 32-разрядных команд за цикл

  • Производительность ядра C64x+: 4752 MIPS

  • Полная программная совместимость с C64x / ARM9

• Архитектура ядра TMS320C64x+ с командными словами сверхбольшой длины (VLIW)

  • Восемь независимых функциональных блоков

    • Шесть АЛУ (32-/40-бит), выполняющих одну 32-разр., две 16-разр. или четыре 8-разр. арифметических операции за один такт

    • Два 16-разрядных умножителя (32-битный результат), выполняющих четыре умножения 16x16-разр. (32-разр. результат) или восемь умножений 8x8-разр. (16-разр. результат) за один такт

  • 64 32-разрядных регистра общего назначения

  • Уплотнение команд в памяти снижает размер кода

  • Поддержка всех команд условного перехода

  • Дополнительные возможности ядра C64x+

    • Защищенный режим работы

    • Нахождение ошибок и переадресация программы

    • Аппаратная поддержка операций организации цикла по модулю

• Особенности системы команд C64x+

  • Байтовая адресация (8-, 16-, 32-, 64- битные данные)

  • 8-битная защита от переполнения

  • Извлечение битового поля, установка, сброс

  • Нормализация, насыщение, подсчет контрольной суммы

  • Компактные 16-битные команды

  • Дополнительные инструкции для поддержки комплексных умножений

• Архитектура памяти L1/L2 ядра C64x+

  • 32 КБ L1P ОЗУ/кэш памяти программ (прямое отображение)

  • 80 КБ L1D ОЗУ/кэш памяти данных (2-ассоциативный доступ)

  • 64 КБ L2 объединенного ОЗУ/кэш-памяти (гибкое перераспределение ОЗУ/кэш-памяти)

• Ядро ARM926EJ-S

  • Поддержка 32-битной и 16-битной (режим Thumb) системы команд

  • Дополнительные команды цифровой обработки сигналов и однотактные команды умножения с накоплением

  • Технология ARM Jazelle

  • Логика EmbeddedICE-RT для отладки в реальном времени

• Архитектура памяти ядра ARM9

  • 16 КБ кэш-памяти команд

  • 8 КБ кэш-памяти данных

  • 16 КБ RAM

  • 16 КБ ROM

• Embedded Trace Buffer^TM (ETB11^TM) с памятью 4 КБ для отладки ядра ARM9

• Прямой порядок следования байт для ядер ARM и DSP

• Подсистема видеообработки

  • Входной интерфейс поддерживает:

    • Подключение CCD и CMOS матриц

    • Цифровой интерфейс BT.601/BT.656 YCbCr 4:2:2 (8-/16-бит)

    • Сопроцессор предварительного просмотра для обработки изображения в реальном времени

    • Непосредственное подключение к обычным видео-декодерам

    • Histogram Module

    • Модуль автоматической экспозиции, автоматического баланса белого и автоматической фокусировки

    • Сопроцессор масштабирования

      • Масштабирование изображений от 1/4x до 4x

      • Раздельное управление горизонтальным/вертикальным масштабированием

  • Выходной интерфейс поддерживает:

    • Аппаратный контроллер отображения дополнительной информации на экране (OSD)

    • Четыре ЦАП (54 МГц) для формирования:

      • Смешанных видеосигналов NTSC/PAL

      • Видеосигналов с раздельными сигналами яркости/цветности (S-видео)

      • Компонентных видеосигналов (YPbPr или RGB)

    • Цифровой выход

      • 8-/16-бит YUV или до 24-бит RGB

      • Высокая разрешающая способность (HD)

      • До 2 видеоокон

• Интерфейсы внешней памяти (EMIF)

  • Контроллер 32-битной памяти DDR2 SDRAM с адресуемым пространством 256 МБ (1.8 В ввод-вывод)

  • Асинхронный 16-битный EMIF (EMIFA) с адресуемым пространством 128 МБ

    • Интерфейсы флэш-памяти

      • NOR (8-/16-разрядные данные)

      • NAND (8-/16-разрядные данные)

• Интерфейсы флэш-карт

  • Multimedia Card (MMC)/Secure Digital (SD)

  • Контроллер CompactFlash с режимом IDE

  • SmartMedia

• Контроллер расширенного прямого доступа к памяти (EDMA) (64 раздельных канала)

• Два 64-разрядных таймера общего назначения (каждый может конфигурироваться как два 32-разрядных таймера)

• Один 64-разрядный сторожевой таймер

• Три UART (один из них с выводами аппаратного управления потоком RTS и CTS)

• Один последовательный порт SPI с двумя выводами выбора кристалла

• Шина I2C (ведущая/ведомая)

• Последовательный аудио-порт ASP

  • I2S

  • Интерфейс аудиокодека AC97

  • Интерфейс стандартного голосового кодека AIC12

• 10/100 Мбит/сек Ethernet MAC (EMAC)

  • Совместимость с IEEE 802.3  

  • Интерфейс MII

• Интерфейс VLYNQ (интерфейс FPGA)

• USB-порт со встроенным трансивером (соответствие требованиям версии 2.0)

  • USB 2.0 High-/Full-Speed (480 Мбит/сек) Клиент

  • USB 2.0 High-/Full-Speed Хост (минихост, поддержка одного внешнего устройства)

• Три выхода ШИМ

• Встроенное загрузочное ПЗУ ядра ARM для загрузки из NAND-флэш-памяти или через UART

• Интерфейс ATA/ATAPI I/F (соответствие требованиям ATA/ATAPI-5)

• Раздельные экономичные режимы работы для ядер ARM и DSP

• Тактовые генераторы с конфигурируемой ФАПЧ

• Граничное сканирование в соответствии со стандартом IEEE-1149.1 (JTAG)

• До 71 линий ввода-вывода общего назначения (мультиплексированные с другими функциями)

• 361-выв. корпус BGA без содержания свинца (суффикс ZWT), шаг выводов 0.8 мм

• КМОП-технология 0.09 мкм/6-уровневая медная металлизация

• Напряжение питания периферии 3.3 В и 1.8 В, ядра 1.2 В

Области применения:

• Цифровое видео оборудование

• Сет топ боксы

• Системы видеонаблюдения

• Кодирование/декодирование аудио/видеопотоков в сетевом оборудовании

Структурная схема:

Общее описание:

TMS320DM6446 (далее по тексту DM6446) интегрирует технологию Davinci (TI) для удовлетворения требованиям встраиваемых устройств следующего поколения, выполняющих функции кодирования и декодирования сетевых аудио/видеопотоков. DM6446 позволяет производителям комплексного и оригинального оборудования быстро выводить на рынок продукцию, отличающуюся поддержкой надежных операционных систем, обширными пользовательскими интерфейсами, высокой производительностью обработки и возможностью длительной работы от батарейного источника.

Двухядерная архитектура DM6446 обеспечивает преимущества как ЦСП, так и RISC-технологий, сочетая высокопроизводительное ядро ЦСП TMS320C64x+ и ядро МПУ ARM926EJ-S.

ARM926EJ-S - 32-разрядное RISC-ядро, которое выполняет 32 или 16-разрядные инструкции и обрабатывает 32-разр., 16-разр. или 8-разр. данные. Ядро использует конвейеризацию таким образом, что все части процессора и система памяти могут работать одновременно.

Ядро ARM содержит:

• Сопроцессор 15 (CP15) и модуль защиты

• Блок управления данными и памятью программ (MMU) с табличными буферами предыстории

• Раздельные кэш-памяти инструкций размером 16 кбайт и памяти данных размером 8 кбайт. Обе памяти поддерживают 4-путевой ассоциативный доступ с виртуальным индексом виртуального тэга (VIVT).

ЦСП TMS320C64x+ являются наиболее высокоинтегрированным поколением ЦСП с фиксированной точкой в составе платформы ЦСП TMS320C6000. Они выполнены на основе расширенной версии архитектуры очень длинного слова инструкции второго поколения (VLIW), которая разработана Texas Instruments (TI) и делает данные ЦСП превосходным выбором для применения в цифровых аудио/видео приложениях. C64x - совместимый по программному коду представитель платформы ЦСП C6000. ЦСП TMS320C64x+ - расширенный ЦСП C64x+, отличающийся поддержкой дополнительных функций и расширенным набором инструкций.

Ядро C64x+, обладая производительностью 4752 миллионов операций в секунду (МОПС) на тактовой частоте 594 МГц, является идеальным средством для решения задач высокопроизводительной цифровой обработки. Ядро ЦСП обладает операционной гибкостью высокопроизводительных контроллеров и вычислительными способностями матричных процессоров. Ядро ЦСП C64x+ содержит 64 32-разрядных регистра общего назначения и восемь раздельных функциональных блоков: два умножающих устройств, генерирующих 32-разрядный результат, и шесть арифметико-логических устройств (АЛУ). Восемь функциональных блоков поддерживают инструкции для ускорения быстродействия видеоприложений и приложений формирования изображений.

Ядро ЦСП может выполнить четыре 16-разрядных умножения-накопления (MAC) за один цикл, что соответствует общей производительности 2376 млн. MAC в секунду, или восемь 8-разрядных MAC в секунду, что соответствует общей производительности 4752 миллионов MAC в секунду.

DM6446 также содержит специализированную аппаратную логику, встроенную память и дополнительные периферийные устройства, аналогичные другим ЦСП из платформы C6000. Ядро DM6446 использует двухуровневую архитектуру кэш-памяти. Кэш-память программ 1 уровня (L1P) - кэш-память размером 256 кбит с табличным доступом, а кэш-память данных 1 уровня - кэш-память размером 640 кбит с 2-путевым ассоциативным доступом. Память/кэш 2 уровня (L2) состоит из пространства памяти размером 512 кбит, которое распределяется между пространствами памяти программ и данных. Память L2 может конфигурироваться как табличная память, кэш-память или сочетание их двух.

В состав периферийных устройств входят: 2 конфигурируемых видеопорта; контроллер 10/100 Мбит/сек Ethernet MAC (EMAC) с модулем управления вводом/выводом данных (MDIO); шина I2C; один последовательный аудио-порт (ASP); два 64-разрядных таймера общего назначения, которые могут конфигурироваться как 2 независимых 32-разрядных таймера; один 64-разрядный сторожевой таймер; до 71 линий ввода-вывода общего назначения с программируемыми режимами генерации прерываний/событий, мультиплексированные с другими периферийными устройствами; 3 УАПП с поддержкой аппаратного управления потоком у УАПП 1; 3 широтно-импульсных модулятора (ШИМ); и 2 интерфейса внешней памяти: интерфейс асинхронной внешней памяти (EMIFA) для подключения внешней памяти/периферийных устройств невысокого быстродействия и интерфейс высокоскоростной синхронной памяти DDR2.

DM6446 содержит подсистему видеообработки (VPSS) с двумя периферийными устройствами: 1 входной интерфейс видеообработки (VPFE), предназначенный для захвата видео, 1 выходной интерфейс видеообработки (VPBE) с сопроцессором формирования изображения (VICP).

Входной каскад видеообработки (VPFE) состоит из контроллера ПЗС (CCDC), сопроцессора предварительного просмотра, гистограммного модуля, модуля автоматической экспозиции/балансировки белого/фокусировки (H3A) и масштабировщика. Контроллер ПЗС позволяет подключить традиционные видеодешифраторы, КМОП и ПЗС приемники изображения. Сопроцессор предварительного просмотра - устройство обработки изображения в реальном времени, которое преобразовывает необработанные данные КМОП/ПЗС приемника изображения из формата RGB в YUV422. Гистограммный модуль и модуль H3A предоставляют для DM6446 статистическую информацию о необработанных цветовых данных. Масштабировщик выполняет раздельное горизонтальное и вертикальное масштабирование от 1/4x до 4x с шагом 256/N, где N находится между 64 и 1024.

Выходной каскад видеообработки (VPBE) состоит из сопроцессора отображения на поверхности экрана (OSD) и видеошифратора (VENC). Сопроцессор OSD способен манипулировать с двумя отдельными видеоокнами и двумя отдельными окнами OSD. К прочим конфигурациям относятся: 2 видеоокна, 1 OSD-окно и 1 окно атрибутов, которое обеспечивает 8-уровневое альфа-смешивание. VENC содержит четыре ЦАП, которые работают на частоте 54 МГц и являются средством для формирования смешанного видеосигнала NTSC/PAL, раздельного видеосигнала S-видео и/или компонентных видеосигналов. VENC также содержит цифровой вывод до 24 разр. для подключения к устройствам RGB888. Также поддерживается 8/16-разрядный вывод BT.656 и/или CCIR.601 с раздельной вертикальной и горизонтальной синхронизацией. Контроллер Ethernet выступает в роли интерфейса между ядром процессора DM644X и сетью. EMAC DM6446 поддерживает 10Base-T и 100Base-TX или 10 Мбит/сек и 100 Мбит/сек в полу/полнодуплексном режиме, с аппаратным управлением потоком и поддержкой QOS.

Модуль управления вводом-выводом данных (MDIO) непрерывно опрашивает все 32 адреса MDIO в порядке перечисления всех физических устройств в системе. Как только физическое устройство выбирается со стороны МПУ, модуль MDIO непрерывно контролирует состояние канала связи путем опроса регистра статуса физического устройства. Изменения состояния канала связи запоминается в модуле MDIO и, при необходимости, может прервать работу МПУ, позволяя последнему опросить состояние канала связи устройства, не прибегая к непрерывным доступам к MDIO. Порты I2C, SPI, USB2.0 и VLYNQ позволяют DM6446 управлять периферийными устройствами и/или связаться с хост-процессорами.

DM6446 также содержит видео сопроцессор VICP, который позволяет разгрузить ядро ЦСП от выполнения задач видеообработки и обработки изображения, высвобождая вычислительные возможности ЦСП для реализации других алгоритмов обработки видео и изображений.

Обширный набор периферийных устройств делает возможным управление внешними периферийными устройствами и установление связи с внешними процессорами.

DM6446 поддерживается полным набором инструментальных средств для проектирования, в т.ч. ядро ARM и ЦСП. К ним относятся Си-компиляторы, оптимизатор ассемблирования ЦСП для упрощения программирования и планирования, а также отладчик с Windows-интерфейсом для визуализации выполнения исходного кода.