应用领域年终大盘点,细数2006热门芯片

2006-12-07 10:47:03
标签:
HDTV   SoC   DRAM   CPU   LCD   ASIC   CA   STB   DVR   DDR   QAB   MPEG-2   DVB


网络处理器

        如果你正在寻找与IP、ATM、Ethernet、MPLS以及速度分别为GbE、OC-48c和OC-192c的Frame Relay等服务解决方案一起挷定的芯片,可以考虑Agere APP300可编程网络处理器(图1)。这个芯片可以进行2~7层协议处理、缓冲区管理、通信量调整、数据修改和每流管理。 

        此外,通过与物理接口设备和背板结构配合,APP300还可以提供有线和无线通信能力。其目标应用为各种OEM系统,包括路由器、开关、DLSAM、无线BTS、RNC和网关系统。

        “ Agere芯片的目标应用包括有线和无线多服务接入设备,”Agere发言人Charlie Hartley说:“这些设备包括数字用户线接入多路复用器和3G无线基站。”

        APP300可以处理工业标准接口的数据流,然后再对这些数据进行分析,从而在分级变换和传输之前对帧或单元进行分类。它还支持两种数据通路接口,这些接口可以配置成五个不同的端口,并且每个端口支持多个标准。除此之外,APP300还可以提供以下功能:

  • 支持802.1d/s/w/Q/P/ad
  • 智能广播/多点广播过滤
  • ATM开关
  • VCI/VPI合并
  • 流管制(Policing)
  • 以太网/ATM点对点串行线协议(PPPoE/A)
  • IGMP监听
  • 使用DSCP进行基于DiffServ的队列管理
  • 网络地址转换(NAT)
  • 阻塞管理EPD和PPD
  • 基于1.610标准的操作维护管理(OAM)

        一旦有了新的协议和应用,即可对APP300进行更新。为了支持应用开发,Agere提供了配套的高级编辑语言、应用程序级应用编程接口(API)、参考代码库和开发套件。该套件包括一个仿真器、一个通信量发生器和一个调试器。可以同时进行软硬件设计。APP300设备的批量单价为35~200美元。

         如果你需要大量调整以太网接口的话,可以选择Fulcrum Microsystems的FocalPoint芯片。FM2224配有24个XAUI(CX4)独立以太网标准接口(图2)。每个接口都支持10G、2.5G、1G、100M和10M模式。FocalPoint芯片基于130nm工艺技术,它还具有以下特性:

 

  • 低延迟(200ns ball to ball)
  • 2层交换能力
  • 支持802.1P/Q/D/X/s/w、802.3ad/x标准
  • 队列管理
  • 分组过滤和监视
  • 多种配置模式
  • 功耗低于150mW/Gb/s/活动接口 

        FM2224可以用于各种平台和应用的背板结构或系统级互连,包括:

  • 刀片计算机背板结构
  • 集群互连
  • NAS互连
  • 工作组和企业1G以太网聚合器
  • ATCA平台背板结构

        “我们发现FocalPoint以太网交换芯片系列在市场上具有极大的吸引力,”Fulcrum Microsystems市场营销副总裁Mike Zeile表示:“FocalPoint芯片的低延迟、高吞吐能力和高端口密度确实迎合了计算和存储设备提供商的需求,针对下一代数据中心部署,现在这些提供商都考虑选择10G以太网的互连技术。”

        Fulcrum提供FM2224作为集成评估平台的一部分,有助于加快设备的设计流程。该平台的1U机架中具有24个标准的CX4连接器。FM2224的参考价格为5000件批量单价450美元。

视频处理器

        当设计工程师充分利用复杂的HDTV信号时,他们需要通过计算方式处理编解码器和后处理难题。目前采用的主要计算方式为并行数据处理。此外,构建基于前沿处理技术的ASIC使得成本日益增加,Connex Technology的CA1024解决方案或许能够解决这些难题(图3)。这种大规模并行系统级芯片(SoC)能够处理复杂的HDTV信号。

        随着最新编解码器和显示处理算法的日新月异,ASIC和ASSP可能很快就变得过时,而CA1024却不同。通过采用其经过优化的大规模简单处理器内核阵列,从而利用固有的数字视频数据并行性,这种芯片可以支持所有的编解码和后处理算法,并且不需要额外的逻辑,

        另外,CA1024还包括具有足够带宽的存储结构,可以处理多个高清视频流。与可重新配置门阵列方案不同,该器件可以提供小巧的同类矢量处理器。

        “针对高清(HD)数字视频处理进行优化后,Connex开发出了大规模并行微处理器架构,这种架构可向客户提供高级别C顺序编程模型,同时还具有ASIC的性能和成本。” Connex Technology产品管理副总裁Anand Sheel说道。

        “高层客户已经在实现其专利IP方面显示了极大的期望。CA1024能够以具成本效率的价格满足这个竞争激烈的市场中这种日益增长的需求,这使得Connex成为针对这一定位的独特供应商。

         CA1024支持双MPEG-2传输流以及双HD H.264、VC-1和MPEG-2视频的同时解码(图4)。但它仍然留出了足够的带宽来支持同时高级预处理和后处理信号算法。对于更多急需处理的应用,通过采用扩展端口,该芯片可以进行多芯片实现,从而提供线性可扩展性。


        其应用包括高清机顶盒(STB)、集成数字电视(iDTV)、数字媒体适配器和多流数码录像机(DVR)。其它功能包括:

  • 两个可配置音/视频(A/V)通道
  • 支持BT.601/656、8/16/24位RBG/YCrCb和MPEG-2 TS的任意组合
  • 双路I2S音频输入
  • 双路656/709 SD/HD数字视频输出
  • 4路I2S或1路S/PDIF数字音频输出
  • 专用MPEG-2 DVB/ATSC兼容传输
  • 集成“无粘接逻辑(glueless)” DDR DRAM控制器
  • 双流音频和HD视频解码
  • HD视频编码/转码
  • 音频编码
  • 无粘接逻辑NOR flash技术
  • 片上32位主CPU

        Connex Technology提供了配有特定于应用的参考设计、板支持数据包的开发套件,以及相关的软件开发套件,从而加快开发速度。CA1024的万片批量定购单价为30美元,有望在今年晚些时候提供样品。

        同时,NXP也发布了新一代Nexperia混合电视处理器,这些处理器支持ATSC和NTSC广播标准,目标市场为LCD TV市场(图5)。其采用90纳米工艺技术,可以提供一般仅用于高端电视的功能。Nexperia PNX8535具有以下特性:

  • 硅调谐器前端,集成了VSB/QAM频道解码器
  • 图像协处理器,提供16个图像增强功能,如边缘相关解交错、噪声消除算法、MPEG伪影减少技术、带自动自适应2D/3D开关的3D梳形滤波器
  • 数字语音处理算法,支持Virtual Dolby和SRS TruSurround等标准
  • 32位RISC和超长指令字处理器,带有针对视频处理而优化的指令
  • MPEG-2解码器,能够解码MP@ML和MP@HL
  • DVB/DES/MULTI2兼容传输流解复用器/解密解扰模块
  • 模拟音频解码器,用于解调FM A2、BTSC、EIAJ和NICAM等音源
  • 针对低中频和直接中频源的数字中频解码
  • 1f/2f模拟视频解码器,用于将CVBS或Y/C信号转换成YUV格式,支持PAL/NSTC和SECAM
  • 支持美国所有模拟和数字公共广播标准的接收

        PNX8535的外部接口包括90Mpixel/s低压差分信令发射器和支持HDCP的HDMI/DVI接收器。此外还包括两个视频数模转换器、一个24位数字RGB输出和一个高速DDR1/2内存接口。并且其可用于生产的完整混合模拟/数字电视软件栈包括用于定制的参考用户接口和工具。

        此外,硬件和软件参考套件(TV520/20)还提供制造模拟/数字电视所需的必要元器件。该套件包括中间件和应用软件,并且附带公共GUI,可以进行用于模拟或数字流的优化图像设置。采用该套件,电视制造商可将模拟和数字处理功能的材料费用控制在低于45美元的水平。 

        “Nexperia TV520系列专门针对以极具竞争力的价格轻松实现数字电视的转换而设计。”NXP Semiconductors数字电视解决方案市场营销主管Jos Klippert表示。

        “现在,人们希望电视具有数字接收功能,”他补充道:“随着高清电视内容的日益可用,消费者开始期待价格可以承受的,可以提供模拟和数字两种方式的高质量显示体验的LCT TV。基于TV520系列的LCD TV是满足这些需求的理想方案,它将极大地扩展新的电视技术市场。

多核和多线程芯片多处理器

         不久,Sun Microsystems将推出其下一代低功率多核服务器CPU Niagara2(图7)。该服务器CPU有8个内核,每个内核最多可以运行8个线程,可同时运行多达64个线程。每个内核都有专用浮点单元和L2缓存。

        该CPU采用65nm工艺技术和经过改善的管道线,标准版本将附带4个具有完成缓冲双内联内存模块(FBDIMM)内存支持功能的集成内存控制器、2个集成的10/1 Gb以太网端口,并且大幅提高了单线程性能。此外,Niagara2将提供集成的密码功能。每个内核都支持块密码和散列功能,包括AES、RC4、SHA、MD5、RSA和椭圆曲线密码学(ECC)。

         采用Niagara2之后,内核之间就不存在连接了。并且唯一的资源竞争将发生在内存和L2缓存上。每个线程都是由操作系统通过其自身的寄存器备份进行调度的轻量级进程。线程为L1缓存、地址转换缓冲器和ALU进行竞争。应用程序可以通过线程以线性方式进行扩展。

         由于同类竞争处理器采用150W的平均功率,Sun设计了功率仅为70W的原始Niagara。随着数据中心功率、冷却要求和空间成本的提高,功率的节省自然大受欢迎。

        “现在是技术工业发扬光大的时候了。使数据中心性能增加至三倍并不意味着功率成本也增加到三倍,也不意味着需要更多的煤碳发电厂。最高效率对于环境和商业而言都有好处,这已经是不争的事实。” Sun Microsystems总裁兼首席运营官Jonathan Schwartz表示。
   
        “到处都有事实可以证明,比如混合汽车公司无法跟上节省燃料的飞机的要求,但却同样能够主导市场,”他继续说道:“客户希望在其数据中心有同样的生态责任。我们的UltraSPARC T1系统可以彻底改善性能,并且不会像IBM的Powerbased系统一样导致能量成本的大幅增加。”

         设计工程师拥有Niagara(UltraSPARC T1)Sun Fire服务器60天的免费试用期。T1000的基本模型定价为3495美元,T2000则为9045美元。

         而AMD的Opteron则是市场上提供双核64位X86架构和集成Northbridge芯片集的唯一X86芯片。该公司正在扩展其产品线,并将在明年推出具有以下特性的基于65nm工艺技术的Opteron:

  • 真正的四核裸片
  • 四个16位或八个8位Hyper-Transport链路
  • 乱序载入处理
  • 多达4个双精度(DP) FLOPS/周期
  • 双128位SSE数据流
  • 每周期双128位载入
  • 比特操控扩展(LZCNT/POPCNT)
  • SSE扩展(EXTRQ/INSERTQ, MOVNTSD/MOVNTSS)
  • 增强的直接连接架构和Northbridge
  • HT-3链路(高达5.2GT/s)
  • 增强的交叉架构
  • 具有至DDR3的迁移路径的DDR2
  • 必要时的FBDIMM串行接口
  • 增强的功率管理
  • 增强的RAS技术。


        每个内核还将集成一个专用的L1和L2缓存。所有内核都将共享一个L3缓存。专用的L1缓存有助于将重要数据保存在本地、抑制延迟并提供接近95%的命中率。专用的L2缓存将有助于消除共享缓存中的公共冲突。L3缓存将为多核环境提供优化的内存。

         Opteron的定位为小型和中型服务器市场。它可以为快速数据库事务提供最大的优势、多个商务用户的支持、CAD和DCC等图形密集工具,以及处理器密集的金融和科学工具。千片批量定购时,Opteron双核芯片的价格范围在316美元(型号265)到2149美元(型号885)之间。

        “64位双核AMD Opteron处理器在服务器市场的成功源于Northbridge芯片集的大量创新技术。”AMD公司的主要技术骨干Pat Conway表示。

         “AMD新处理器接口平衡了通过多个高带宽HyperTransport端口的系统通信量,并且集成的内存控制器缩短了内存延迟,” Conway继续说道:“由于完全消除了交换器和内存控制器等外部芯片的需要,AMD的直接连接架构有助于降低功耗和成本。”

        作者:Daniel Harris


 
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