ADI文档：SHARC处理器的起源和演进
2009-09-25 12:50:56 来源：GP-DSP部日本区域总监 Paul Wheeler
关键字：
ADI公司
SHARC
处理器
浮点处理器
ADSP-21020
第二代SHARC处理器将处理性能提升到了新的层次，它将内核架构扩展为单指令多数据(SIMD)系统，并将内核时钟频率提高到100MHz。ADSP-2116x系列处理器保持了与ADSP-2106x
SISD处理器的源代码的完全兼容性，而且经过少量代码修改就能让用户发挥新增加的并行运算单元(寄存器文件+乘法器+ALU+桶式移位器)的作用，与上一代SHARC相比可以将周期性能指标提高一倍。
为了在不降低周期性能的条件下方便到这个新增加的运算单元的数据传送，内部的PM和DM数据总线宽度都增加到了64位，同时在ADSP-21161上集成了48位宽100MHz
SDRAM控制器来增加I/O数据传送带宽，从而能够实现高达600MBps带宽的数据传送能力。
就像上一代SISD
SHARC一样，第二代SHARC保留了支持簇总线系统架构的多处理器无胶合连接，以及通过链路端口的点到点连接，使性能升级路线图更加简单清晰。
就像上一代SISD
SHARC一样，第二代SHARC系列器件被医疗、工业和军事应用所广泛采用，而且由于额外集成了支持时分复用(TDM)和I2S格式的串行端口(SPORT)，专业音响和高端消费/汽车音响设备很快地利用到了该处理器的浮点运算提供的大动态范围优势。
第三代SHARC处理器开始跳出多处理器应用空间，主动迎接新的挑战。由于在音频应用中具有明显的浮点处理优势，SHARC技术开发的重点开始转向以最低系统成本努力增加片上处理功能。
以这个目标开发并推向市场的第一批处理器是ADSP-2126x系列。就像ADSP-2116x一样，ADSP-2126x采用SIMD架构使运算性能最大化。除了将内核性能翻倍达到200MHz外，ADSP-21266处理器还是SHARC系列中首个内置片上掩膜ROM的产品。集成4Mb
ROM降低了系统复杂性和成本，将曾经给人们留下“高成本”印象的浮点型DSP推向了消费类音频领域。
为了进一步降低硬件系统设计的复杂性，ADI公司开发出了名为“数字应用接口”(DAI)的创新性外设。与以前的SHARC和同类竞争性产品将引脚功能固定下来不同，DAI允许用户将任何外设功能分配到他们想要的任意一个外部引脚。对于音频系统来说，这意味着当系统输入输出要求发生改变时，音频时钟域可以随时通过软件分配到引脚并路由到串行端口。这种灵活性可以显着减少为了支持特殊系统规范所需的外部引脚数量，有助于硬件设计的简化，帮助用户进一步降低成本。
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| 第三代SHARC中引入的DAI能显着减少引脚数量和降低成本的例子。 |
ADSP-2136x继承了ADSP-2126x节省成本的优点，并增加了先进的音频信号链集成方法。内核性能提高了60%以上，达到333MHz，内部SRAM可增加到3Mb。另外还集成了许多针对音频的外设，如高性能异步采样率转换器(ASRC)、SPDIF收发器和DTCP加密引擎，从而进一步优化了可编程性能和音频系统BOM成本，巩固了ADI在音频市场中的领导地位。在这一系列的高性能产品中还集成了工作频率高达166MHz的32位SDRAM接口，以增加I/O带宽，同时有利于数据密集应用使用批量生产的存储器。
基于这种突破性的音频系统集成和性价比领先优势，第三代SHARC系列不仅在专业音频领域，而且在消费音频应用(如家庭影院系统、AV放大器)中得到了广泛应用，为新一代高清音频标准(DTS
Master Audio和Dolby Tru-HD)推向市场发挥了重要作用。
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| 基于第三代SHARC ADSP-21369的通用音频处理器模块插件 |
第四代SHARC系列——ADSP-2146x |
| 第四代SHARC：ADSP-2146x架构框图 |
第三代SHARC处理器在优化性价比方面取得了成功，推动浮点处理器进入了对成本敏感的消费类应用，而这类应用曾被人们认为是不可能使用昂贵的浮点处理器的。
ADI公司现在面临着一个有意思的挑战：如何进一步改进具备优异性价比的浮点处理器？
在定义第四代处理器时，产品开发团队注重的是核心价值，正是它们使得SHARC一直处于浮点DSP技术的前沿：
下面将详细介绍上述每个关键的方面。
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