Blackfin Processor : Αρχιτεκτονική, Χαρακτηριστικά & Εφαρμογές του

Ο επεξεργαστής Blackfin σχεδιάστηκε, αναπτύχθηκε και διατέθηκε στην αγορά μέσω των Analog Devices & Intel ως Micro Signal Architecture (MSA). Η αρχιτεκτονική αυτού του επεξεργαστή ανακοινώθηκε τον Δεκέμβριο του 2000 και παρουσιάστηκε για πρώτη φορά στο ESC ( Ενσωματωμένα συστήματα Conference) τον Ιούνιο του 2001. Αυτός ο επεξεργαστής Blackfin σχεδιάστηκε κυρίως για να καλύπτει τους περιορισμούς ισχύος και τις υπολογιστικές απαιτήσεις των σημερινών ενσωματωμένων εφαρμογών ήχου, βίντεο και επικοινωνιών. Αυτό το άρθρο εξετάζει μια επισκόπηση του α Επεξεργαστής Blackfin – η αρχιτεκτονική και οι εφαρμογές της.

Τι είναι ο επεξεργαστής Blackfin;

Ο επεξεργαστής Blackfin είναι 16 ή 32-bit μικροεπεξεργαστής που περιλαμβάνει μια ενσωματωμένη λειτουργία DSP σταθερού σημείου που παρέχεται μέσω MAC 16-bit (πολλαπλασιασμός-συσσωρεύει). Αυτά τα επεξεργαστές σχεδιάστηκαν κυρίως για μια συνδυασμένη αρχιτεκτονική επεξεργαστή χαμηλής κατανάλωσης που μπορεί να εκτελέσει λειτουργικό σύστημα ενώ χειρίζεται δύσκολες αριθμητικές εργασίες ταυτόχρονα, όπως η κωδικοποίηση βίντεο H.264 σε πραγματικό χρόνο.

Αυτός ο επεξεργαστής συνδυάζει μια λειτουργικότητα επεξεργασίας σήματος 32-bit RISC και διπλής 16-bit MAC χρησιμοποιώντας εύκολα χαρακτηριστικά που βρίσκονται σε μικροελεγκτές γενικής χρήσης. Έτσι, αυτός ο συνδυασμός χαρακτηριστικών επεξεργασίας επιτρέπει στους επεξεργαστές Blackfin να επιτύχουν εξίσου καλά τόσο σε εφαρμογές επεξεργασίας ελέγχου όσο και σε εφαρμογές επεξεργασίας σήματος. Αυτή η ικανότητα απλοποιεί σημαντικά τόσο τις εργασίες υλοποίησης του σχεδιασμού υλικού και λογισμικού.

Χαρακτηριστικά Blackfin:

• Αυτός ο επεξεργαστής έχει αρχιτεκτονική μεμονωμένων συνόλων εντολών, συμπεριλαμβανομένης της απόδοσης επεξεργασίας που απλώς ανταποκρίνεται/ξεπερνά τη γκάμα προϊόντων ψηφιακό επεξεργαστή σήματος ή DSP για καλύτερη απόδοση κόστους, ισχύος και μνήμης.
• Αυτός ο επεξεργαστής αρχιτεκτονικής 16 ή 32 bit επιτρέπει απλώς τις επερχόμενες ενσωματωμένες εφαρμογές.
  Επεξεργασία πολυμέσων, σήματος & ελέγχου σε έναν ενιαίο πυρήνα.
• Αυξάνει την παραγωγικότητα των προγραμματιστών.
• Έχει ρυθμιζόμενη απόδοση σε όλη τη δυναμική διαχείριση ενέργειας για κατανάλωση ενέργειας ή επεξεργασία σήματος.
• Υιοθετείται πολύ γρήγορα σε διάφορα σχέδια τα οποία απλώς υποστηρίζονται από πολλές αλυσίδες εργαλείων καθώς και από λειτουργικά συστήματα.
• Απαιτεί ελάχιστη βελτιστοποίηση λόγω του περιβάλλοντος ανάπτυξης ισχυρού λογισμικού σε συνδυασμό με βασική απόδοση.
• Ο επεξεργαστής Blackfin υποστηρίζει κορυφαία στον κλάδο εργαλεία ανάπτυξης.
• Η απόδοση αυτού του επεξεργαστή και η μισή ισχύς των ανταγωνιστικών DSP επιτρέπουν προηγμένες προδιαγραφές και νέες εφαρμογές.

Blackfin Processor Architecture

Ο επεξεργαστής Blackfin παρέχει τόσο τις λειτουργίες μιας μονάδας μικροελεγκτή όσο και ψηφιακή επεξεργασία σήματος σε έναν μόνο επεξεργαστή επιτρέποντας ευελιξία. Έτσι, αυτός ο επεξεργαστής περιλαμβάνει έναν επεξεργαστή SIMD (μονής εντολής πολλαπλών δεδομένων) που περιλαμβάνει ορισμένες λειτουργίες όπως μεταβλητού μήκους ΚΙΝΔΥΝΟΣ οδηγίες, χρονοδιακόπτης παρακολούθησης, PLL on-chip, μονάδα διαχείρισης μνήμης, ρολόι πραγματικού χρόνου, σειριακές θύρες με 100 Mbps, UART ελεγκτές & SPI λιμάνια.

Το MMU υποστηρίζει πολλαπλά DMA κανάλια για τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ περιφερειακών και υποσυστημάτων μνήμης FLASH, SDRAM και SRAM. Υποστηρίζει επίσης κρυφές μνήμες δεδομένων και ρυθμιζόμενες οδηγίες στο chip. Ο επεξεργαστής Blackfin είναι ένα απλό υλικό που υποστηρίζει αριθμητικές πράξεις 8, 16 και 32 bit.

Η αρχιτεκτονική Blackfin βασίζεται κυρίως στην αρχιτεκτονική του μικροσήματος και αναπτύχθηκε από κοινού από την ADI (Analog Devices) και την Intel, η οποία περιλαμβάνει ένα σετ εντολών RISC 32-bit και ένα σύνολο εντολών βίντεο 8-bit με διπλό πολλαπλασιασμό-συσσώρευση 16-bit. (MAC) μονάδες.

Οι αναλογικές συσκευές είναι σε θέση να επιτύχουν μια ισορροπία μεταξύ των απαιτήσεων DSP & MCU μέσω της αρχιτεκτονικής συνόλου εντολών του Blackfin. Γενικά, ο επεξεργαστής Blackfin συνδυάζεται με τα πανίσχυρα εργαλεία ανάπτυξης λογισμικού VisualDSP++, αλλά τώρα με τη χρήση C ή C++, είναι δυνατή η παραγωγή εξαιρετικά αποδοτικού κώδικα πολύ εύκολα από πριν. Για απαιτήσεις σε πραγματικό χρόνο, η υποστήριξη του λειτουργικού συστήματος γίνεται κρίσιμη, επομένως το Blackfin υποστηρίζει ένα όχι. λειτουργικών συστημάτων & προστασίας μνήμης. Ο επεξεργαστής Blackfin διατίθεται τόσο σε μονοπύρηνα μοντέλα όπως BF533, BF535 & BF537, όσο και σε μοντέλα διπλού πυρήνα όπως το BF561.

Η αρχιτεκτονική του επεξεργαστή Blackfin περιλαμβάνει διαφορετικά περιφερειακά στο τσιπ, όπως PPI (Παράλληλη περιφερειακή διασύνδεση), SPORTS (σειριακές θύρες), SPI (σειριακή περιφερειακή διασύνδεση), UART (καθολικός πομπός ασύγχρονου δέκτη), χρονόμετρα γενικής χρήσης, RTC (σε πραγματικό χρόνο). Ρολόι), χρονόμετρο Watchdog, I/O γενικής χρήσης (προγραμματιζόμενες σημαίες), Διεπαφή δικτύου ελεγκτή περιοχής (CAN). , Ethernet MAC, περιφερειακά DMA -12, Μνήμη σε Μνήμη DMA -2 συμπεριλαμβανομένων Handshake DMA, ελεγκτής TWI (Διασύνδεση δύο καλωδίων), εντοπισμός σφαλμάτων ή JTAG Interface & Event Handler με 32 Διακοπή Εισροές. Όλα αυτά τα περιφερειακά στην αρχιτεκτονική συνδέονται απλώς μέσω διαφορετικών διαύλων υψηλού εύρους ζώνης στον πυρήνα. Έτσι, μια περιγραφή ορισμένων από αυτά τα περιφερειακά δίνεται παρακάτω.

PPI ή παράλληλη περιφερειακή διεπαφή

Ο επεξεργαστής Blackfin παρέχει απλώς ένα PPI που είναι επίσης γνωστό ως παράλληλη περιφερειακή διεπαφή. Αυτή η διεπαφή συνδέεται απευθείας με παράλληλους μετατροπείς αναλογικού σε ψηφιακό και ψηφιακό σε αναλογικό, κωδικοποιητές βίντεο και αποκωδικοποιητές, καθώς και με άλλα περιφερειακά γενικής χρήσης.

Αυτή η διεπαφή περιλαμβάνει έναν ειδικό ακροδέκτη εισόδου CLK, τρεις ακίδες συγχρονισμού πλαισίων και 16 ακίδες δεδομένων. Εδώ, ο ακροδέκτης εισόδου CLK απλώς υποστηρίζει παράλληλους ρυθμούς δεδομένων ίσους με το ήμισυ της ταχύτητας CLK του συστήματος. Τρεις διαφορετικές λειτουργίες ITU-R 656 υποστηρίζουν μόνο Active Video, Vertical Blanking & πλήρες πεδίο.

Οι λειτουργίες γενικής χρήσης του PPI δίνονται για να ταιριάζουν σε πολλές διαφορετικές εφαρμογές μετάδοσης και λήψης δεδομένων. Έτσι, αυτές οι λειτουργίες χωρίζονται σε κύριες κατηγορίες Λήψη δεδομένων μέσω συγχρονισμών εσωτερικά δημιουργημένων πλαισίων, μετάδοσης δεδομένων μέσω συγχρονισμών εσωτερικά δημιουργημένων πλαισίων, μετάδοσης δεδομένων μέσω συγχρονισμών εξωτερικά δημιουργημένων πλαισίων και δεδομένων που λαμβάνονται μέσω συγχρονισμών εξωτερικά δημιουργημένων πλαισίων.

Αθλητισμός

Ο επεξεργαστής Blackfin περιλαμβάνει δύο σύγχρονες σειριακές θύρες δύο καναλιών SPORT0 & SPORT1 που χρησιμοποιούνται για σειριακές και πολυεπεξεργαστικές επικοινωνίες. Πρόκειται λοιπόν για υψηλής ταχύτητας και σύγχρονη σειριακή θύρα που υποστηρίζει I²S , TDM & διάφορες άλλες διαμορφώσιμες λειτουργίες πλαισίωσης για σύνδεση DAC , ADC, FPGA & άλλους επεξεργαστές.

SPI ή σειριακή θύρα περιφερειακής διεπαφής

Ο επεξεργαστής Blackfin περιλαμβάνει μια θύρα SPI που επιτρέπει στον επεξεργαστή να συνομιλεί με διάφορες συσκευές συμβατές με SPI. Αυτή η διεπαφή χρησιμοποιεί απλώς τρεις ακίδες για τη μετάδοση δεδομένων, τις ακίδες δεδομένων-2 και μια ακίδα CLK. Οι επιλεγμένες ακίδες εισόδου και εξόδου της θύρας SPI δίνουν απλώς μια πλήρους διπλής όψης SSI (σύγχρονη σειριακή διεπαφή) που υποστηρίζει τόσο τις λειτουργίες master & slave όσο και περιβάλλοντα πολλαπλών κυρίων. Ο ρυθμός baud αυτής της θύρας SPI και της φάσης ή των πολικοτήτων ρολογιού είναι προγραμματιζόμενος. Αυτή η θύρα έχει ενσωματωμένο ελεγκτή DMA που υποστηρίζει είτε μετάδοση/λήψη ροών δεδομένων.

Χρονοδιακόπτες

Ο επεξεργαστής Blackfin διαθέτει 9 προγραμματιζόμενες μονάδες χρονοδιακόπτη. Αυτοί οι χρονομετρητές δημιουργούν διακοπές στον πυρήνα του επεξεργαστή για την παροχή περιοδικών συμβάντων που προορίζονται για συγχρονισμό με το ρολόι του επεξεργαστή ή σε έναν αριθμό εξωτερικών σημάτων.

UART

Ο όρος UART σημαίνει θύρα «καθολικής ασύγχρονης εκπομπής δέκτη». Ο επεξεργαστής Blackfin παρέχει 2-half-duplex θύρες UART, οι οποίες ταιριάζουν απόλυτα με τα τυπικά UART PC. Αυτές οι θύρες παρέχουν απλώς μια βασική διασύνδεση UART σε άλλους κεντρικούς υπολογιστές ή περιφερειακά για να παρέχουν ασύγχρονες σειριακές μεταφορές δεδομένων που υποστηρίζονται από DMA.

Οι θύρες UART περιλαμβάνουν 5 έως 8 bit δεδομένων και 1 ή 2 bit διακοπής και υποστηρίζουν 2 τρόπους λειτουργίας όπως προγραμματισμένη είσοδος/εξόδου και DMA. Στην πρώτη λειτουργία, ο επεξεργαστής μεταδίδει ή λαμβάνει δεδομένα μέσω ανάγνωσης/εγγραφής αντιστοιχισμένων καταχωρητών εισόδου/εξόδου, όπου τα δεδομένα αποθηκεύονται στην προσωρινή μνήμη δύο φορές τόσο στη μετάδοση όσο και στη λήψη. Στη δεύτερη λειτουργία, ο ελεγκτής DMA εκπέμπει και λαμβάνει δεδομένα και μειώνει τον αριθμό των διακοπών που απαιτούνται για τη μετάδοση δεδομένων από και προς τη μνήμη.

RTC ή Ρολόι πραγματικού χρόνου

Το ρολόι πραγματικού χρόνου του επεξεργαστή blackfin παρέχει απλώς διαφορετικές λειτουργίες όπως χρονόμετρο, τρέχουσα ώρα και ξυπνητήρι. Έτσι, το ρολόι πραγματικού χρόνου είναι χρονισμένο με έναν κρύσταλλο 32,768 kHz εκτός του επεξεργαστή Blackfin. Το RTC εντός του επεξεργαστή διαθέτει ακροδέκτες τροφοδοσίας, οι οποίοι μπορούν να παραμείνουν ενεργοποιημένοι και χρονισμένοι ακόμη και όταν ο υπόλοιπος επεξεργαστής Blackfin βρίσκεται σε κατάσταση χαμηλής κατανάλωσης. Το ρολόι πραγματικού χρόνου παρέχει έναν αριθμό προγραμματιζόμενων επιλογών διακοπής. Η συχνότητα εισόδου CLK 32,768 kHz διαχωρίζεται σε σήμα 1 Hz μέσω ενός Prescaler. Παρόμοια με τις άλλες συσκευές, το ρολόι πραγματικού χρόνου μπορεί να ξυπνήσει τον επεξεργαστή Blackfin από τη λειτουργία Deep Sleep/Sleep mode.

Watchdog Timer

Ο επεξεργαστής Blackfin διαθέτει χρονόμετρο παρακολούθησης 32-bit, που χρησιμοποιείται για την εκτέλεση μιας λειτουργίας παρακολούθησης λογισμικού. Έτσι, ο προγραμματιστής αρχικοποιεί την τιμή μέτρησης του χρονοδιακόπτη που επιτρέπει τη σωστή διακοπή και στη συνέχεια επιτρέπει το χρονόμετρο. Μετά από αυτό, το λογισμικό πρέπει να φορτώσει ξανά τον μετρητή προτού μετρήσει από την προγραμματισμένη τιμή στο «0».

GPIO ή I/O γενικής χρήσης

Το GPIO είναι μια ακίδα ψηφιακού σήματος που χρησιμοποιείται ως είσοδος, έξοδος ή και τα δύο και ελέγχεται μέσω λογισμικού. Ο επεξεργαστής Blackfin περιλαμβάνει ακίδες GPIO (I/O γενικής χρήσης), 48 αμφίδρομης κατεύθυνσης σε 3 ξεχωριστές μονάδες GPIO όπως PORTFIO, PORTHIO & PORTGIO που συνδέονται με τις θύρες G, τη θύρα H και τη θύρα F αντίστοιχα. Κάθε ακροδέκτης θύρας γενικής χρήσης ελέγχεται ξεχωριστά μέσω χειρισμού της κατάστασης, του ελέγχου θύρας και των καταχωρητών διακοπής όπως GPIO DCR, GPIO CSR, GPIO IMR και GPIO ISR.

Ethernet MAC

Το περιφερειακό MAC Ethernet στον επεξεργαστή Blackfin παρέχει 10 έως 100 Mb/s μεταξύ μιας MII (Independent Interface) και του περιφερειακού υποσυστήματος του Blackfin. Το MAC λειτουργεί απλώς και στις δύο λειτουργίες Full-Duplex και Half-Duplex. Ο ελεγκτής πρόσβασης πολυμέσων χρονομετρείται εσωτερικά από τον ακροδέκτη CLKIN του επεξεργαστή.

Μνήμη

Η μνήμη της αρχιτεκτονικής Blackfin Processor παρέχει απλώς μπλοκ μνήμης επιπέδου 1 και επιπέδου 2 στην υλοποίηση της συσκευής. Η μνήμη του L1, όπως η μνήμη δεδομένων και εντολών, συνδέεται απλώς με τον πυρήνα του επεξεργαστή απευθείας, λειτουργεί με πλήρη ταχύτητα CLK συστήματος και παρέχει μέγιστη απόδοση συστήματος για τμήματα αλγορίθμου κρίσιμου χρόνου. Η μνήμη L2, όπως η μνήμη SRAM, είναι μεγαλύτερη και παρέχει λίγο μειωμένη απόδοση, ωστόσο, εξακολουθεί να είναι ταχύτερη σε σύγκριση με τη μνήμη εκτός τσιπ.

Η δομή της μνήμης L1 υλοποιείται για να παρέχει την απόδοση που απαιτείται για την επεξεργασία σημάτων ενώ προσφέρει προγράμματα σε μικροελεγκτές. Αυτό επιτυγχάνεται απλώς επιτρέποντας στη μνήμη L1 να τακτοποιηθεί ως SRAM, cache, διαφορετικά ένας συνδυασμός και των δύο.

Υποστηρίζοντας τα μοντέλα προγραμματισμού κρυφής μνήμης και SRAM, οι σχεδιαστές του συστήματος εκχωρούν κρίσιμα σύνολα δεδομένων επεξεργασίας σήματος σε πραγματικό χρόνο που χρειάζονται χαμηλό λανθάνοντα χρόνο και υψηλό εύρος ζώνης στη SRAM, ενώ αποθηκεύουν έλεγχο σε πραγματικό χρόνο ή εργασίες λειτουργικού συστήματος στη μνήμη cache.

Λειτουργίες εκκίνησης

Ο επεξεργαστής Blackfin περιλαμβάνει έξι μηχανισμούς για αυτόματη φόρτωση της εσωτερικής μνήμης εντολών L1 μετά από επαναφορά. Έτσι, οι διαφορετικοί τρόποι εκκίνησης περιλαμβάνουν κυρίως? Λειτουργία εκκίνησης από εξωτερική μνήμη flash 8 bit & 16 bit, σειριακή μνήμη SPI. Η συσκευή υποδοχής SPI, UART, σειριακή μνήμη TWI, TWI Host και εκτελέστε από εξωτερική μνήμη 16-bit, παρακάμπτοντας τις σειρές εκκίνησης. Για καθεμία από τις πρώτες 6 λειτουργίες εκκίνησης, πρώτα διαβάζεται μια κεφαλίδα 10 byte από μια εξωτερική συσκευή μνήμης. Άρα, η κεφαλίδα δηλώνει το όχι. των byte που θα μεταδοθούν και τη διεύθυνση προορισμού της μνήμης. Πολλά μπλοκ μνήμης μπορούν να φορτωθούν μέσω οποιασδήποτε σειράς εκκίνησης. Όταν όλα τα μπλοκ απλά φορτώνονται, τότε η εκτέλεση του προγράμματος ξεκινά από την αρχή της εντολής L1 SRAM.

Τρόποι διευθυνσιοδότησης

Οι τρόποι διευθυνσιοδότησης του επεξεργαστή blackfin απλώς καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο μια μεμονωμένη μνήμη πρόσβασης και διευθυνσιοδότηση καθορίζει μια τοποθεσία. Οι τρόποι διευθυνσιοδότησης που χρησιμοποιούνται στον επεξεργαστή blackfin είναι η έμμεση διευθυνσιοδότηση, η αυτόματη αύξηση/μείωση, η μετατροποποίηση, η ευρετηρίαση με άμεση μετατόπιση, η κυκλική προσωρινή μνήμη και η αντιστροφή Bit.

Έμμεση Διεύθυνση

Σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας, το πεδίο διεύθυνσης εντός της εντολής περιλαμβάνει τη θέση της μνήμης ή του καταχωρητή όπου υπάρχει η διεύθυνση του αποτελεσματικού τελεστή. Αυτή η διευθυνσιοδότηση ταξινομείται σε δύο κατηγορίες, όπως η έμμεση εγγραφή και η έμμεση μνήμη.

Για παράδειγμα LOAD R1, @300

Στην παραπάνω οδηγία, η ενεργή διεύθυνση αποθηκεύεται απλώς στη θέση μνήμης 300.

Αυτόματη αύξηση/μείωση διευθυνσιοδότησης

Η διευθυνσιοδότηση αυτόματης αύξησης απλώς ενημερώνει τους καταχωρητές του δείκτη καθώς και του ευρετηρίου μετά το δικαίωμα εισόδου. Το ποσό της αύξησης εξαρτάται κυρίως από το μέγεθος του μεγέθους της λέξης. Η πρόσβαση λέξεων 32 bit μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την ενημέρωση του δείκτη με «4». Μια πρόσβαση λέξης 16 bit ενημερώνει τον δείκτη με «2» και μια πρόσβαση λέξης 8 bit ενημερώνει τον δείκτη με «1». Οι λειτουργίες ανάγνωσης τόσο των 8 bit όσο και των 16 bit ενδέχεται να υποδεικνύουν είτε μηδενική επέκταση/επέκταση του περιεχομένου στον καταχωρητή προορισμού. Οι καταχωρητές δείκτη χρησιμοποιούνται κυρίως για προσβάσεις 8, 16 και 32 bit, ενώ οι καταχωρητές ευρετηρίου χρησιμοποιούνται μόνο για προσβάσεις 16 και 32 bit

Για παράδειγμα: R0 = W [ P1++ ] (Z) ;

Στην παραπάνω οδηγία, μια λέξη 16 bit φορτώνεται σε έναν καταχωρητή προορισμού 32 bit από μια διεύθυνση με αιχμή μέσω του καταχωρητή δείκτη «P1». Μετά από αυτό, ο δείκτης αυξάνεται με 2 και η λέξη '0' επεκτείνεται για να γεμίσει τον καταχωρητή προορισμού 32 bit.

Ομοίως, η αυτόματη μείωση λειτουργεί μειώνοντας τη διεύθυνση μετά το δικαίωμα εισόδου.

Για παράδειγμα: R0 = [ I2– ] ;

Στην παραπάνω οδηγία, μια τιμή 32 bit φορτώνεται στον καταχωρητή προορισμού και μειώνει τον καταχωρητή ευρετηρίου κατά 4.

Μετατροποποίηση Διεύθυνσης

Αυτός ο τύπος διευθυνσιοδότησης χρησιμοποιεί απλώς την τιμή εντός των καταχωρητών Index/Pointer όπως την αποτελεσματική διεύθυνση. Μετά από αυτό, το τροποποιεί με τα περιεχόμενα του μητρώου. Οι καταχωρητές ευρετηρίου αλλάζουν απλώς με τροποποιημένους καταχωρητές, ενώ οι καταχωρητές δεικτών αλλάζουν από άλλους καταχωρητές δεικτών. Όπως και οι καταχωρητές προορισμού, οι διευθύνσεις τύπου Post-modify δεν υποστηρίζουν τους καταχωρητές Pointer.

Για παράδειγμα: R3 = [ P1++P2 ] ;

Στην παραπάνω οδηγία, μια τιμή 32-bit φορτώνεται στον καταχωρητή «R3» και βρίσκεται στη θέση της μνήμης που επισημαίνεται από τον καταχωρητή «P1». Μετά από αυτό, η τιμή εντός του καταχωρητή «P2» προστίθεται στην τιμή του καταχωρητή P1.

Ευρετηριασμένο με Άμεση Μετατόπιση

Η ευρετηριασμένη διεύθυνση απλώς επιτρέπει στα προγράμματα να λαμβάνουν τιμές από πίνακες δεδομένων. Ο καταχωρητής Pointer αλλάζει από το άμεσο πεδίο και μετά χρησιμοποιείται ως ενεργή διεύθυνση. Επομένως, η τιμή του μητρώου δείκτη δεν ενημερώνεται.

Για παράδειγμα, εάν P1 = 0x13, τότε το [P1 + 0x11] θα ήταν αποτελεσματικά ισοδύναμο με το [0x24], το οποίο σχετίζεται με όλες τις προσβάσεις.

Bit Reverse Addressing

Για ορισμένους αλγόριθμους, τα προγράμματα απαιτούν διευθυνσιοδότηση μεταφοράς με αντιστροφή bit για να ληφθούν αποτελέσματα με διαδοχική σειρά, ιδιαίτερα για υπολογισμούς FFT (Fast Fourier Transform). Για την ικανοποίηση των απαιτήσεων αυτών των αλγορίθμων, η δυνατότητα διευθυνσιοδότησης αντιστροφής bit των Γεννήτριων Διευθύνσεων Δεδομένων επιτρέπει επανειλημμένα την υποδιαίρεση σειρών δεδομένων και την αποθήκευση αυτών των δεδομένων με αντιστρόφως σειρά bit.

Κυκλική Προσωρινή Διεύθυνση

Ο επεξεργαστής Blackfin παρέχει μια δυνατότητα όπως η προαιρετική κυκλική διευθυνσιοδότηση που απλώς αυξάνει έναν καταχωρητή ευρετηρίου κατά ένα προκαθορισμένο εύρος διευθύνσεων, μετά από αυτό επαναφέρει αυτόματα τους καταχωρητές ευρετηρίου για να επαναλάβουν αυτό το εύρος. Έτσι, αυτή η δυνατότητα βελτιώνει την απόδοση του βρόχου εισόδου/εξόδου αφαιρώντας απλώς τον δείκτη του ευρετηρίου διευθύνσεων κάθε φορά.

Η κυκλική διευθυνσιοδότηση buffer είναι πολύ χρήσιμη όταν φορτώνεται ή αποθηκεύεται επανειλημμένα μια σειρά από μπλοκ δεδομένων σταθερού μεγέθους. Τα περιεχόμενα του κυκλικού buffer πρέπει να πληρούν αυτές τις προϋποθέσεις:

• Το μέγιστο μήκος της κυκλικής προσωρινής μνήμης πρέπει να είναι ένας ανυπόγραφος αριθμός με μέγεθος κάτω από 231.
• Το μέγεθος του τροποποιητή πρέπει να είναι κάτω από το μήκος του κυκλικού buffer.
• Η πρώτη θέση του δείκτη «I» πρέπει να βρίσκεται στο κυκλικό buffer που ορίζεται από το μήκος «L» και τη βάση «B».

Εάν κάποια από τις παραπάνω συνθήκες δεν ικανοποιείται, τότε δεν προσδιορίζεται η συμπεριφορά του επεξεργαστή.

Αρχείο εγγραφής του Blackfin Processor

Ο επεξεργαστής Blackfin περιλαμβάνει τρία οριστικά αρχεία μητρώου όπως: Αρχείο Μητρώου Δεδομένων, Αρχείο Μητρώου Δείκτης & καταχωρητής DAG.

• Το αρχείο μητρώου δεδομένων συλλέγει τελεστές χρησιμοποιώντας τους διαύλους δεδομένων που χρησιμοποιούνται για τις υπολογιστικές μονάδες και αποθηκεύει υπολογιστικά αποτελέσματα.
• Το αρχείο μητρώου δείκτη περιλαμβάνει δείκτες που χρησιμοποιούνται για λειτουργίες διευθυνσιοδότησης.
• Οι καταχωρητές DAG διαχειρίζονται κυκλικά buffer μηδενικής επιβάρυνσης που χρησιμοποιούνται για λειτουργίες DSP.

Ο επεξεργαστής Blackfin παρέχει πρώτης τάξεως διαχείριση ενέργειας και απόδοση. Αυτά είναι σχεδιασμένα με μεθοδολογία σχεδιασμού χαμηλής τάσης και χαμηλής ισχύος, η οποία είναι ικανή να μεταβάλλει τόσο την τάση όσο και τη συχνότητα λειτουργίας για να μειώσει σημαντικά τη συνολική χρήση ισχύος. Έτσι, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική μείωση της χρήσης ισχύος, σε σύγκριση με την αλλαγή της συχνότητας λειτουργίας. Έτσι, αυτό απλώς επιτρέπει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας για εύχρηστες συσκευές.

Ο επεξεργαστής Blackfin υποστηρίζει διαφορετικές εξωτερικές μνήμες όπως DDR-SDRAM, SDRAM, NAND flash, SRAM & NOR flash. Ορισμένοι επεξεργαστές Blackfin περιλαμβάνουν επίσης διεπαφές μαζικής αποθήκευσης όπως SD/SDIO & ATAPI. Μπορούν επίσης να υποστηρίξουν 100 megabyte μνήμης εντός του χώρου της εξωτερικής μνήμης.

Πλεονεκτήματα

ο πλεονεκτήματα του επεξεργαστή Blackfin περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Οι επεξεργαστές Blackfin παρέχουν βασικά οφέλη στον σχεδιαστή του συστήματος.
• Ο επεξεργαστής Blackfin προσφέρει ευελιξία λογισμικού καθώς και επεκτασιμότητα για συγκλίνουσες εφαρμογές όπως επεξεργασία ήχου, βίντεο, φωνής και εικόνας σε πολλαπλές μορφές, ασφάλεια σε πραγματικό χρόνο, επεξεργασία ελέγχου και επεξεργασία πακέτων βασικής ζώνης πολλαπλών λειτουργιών
• Η αποτελεσματική ικανότητα επεξεργασίας ελέγχου και η επεξεργασία σήματος υψηλής απόδοσης επιτρέπει διαφορετικές νέες αγορές και εφαρμογές.
• Το DPM (Dynamic Power Management) επιτρέπει στον σχεδιαστή του συστήματος να τροποποιήσει ιδιαίτερα την κατανάλωση ενέργειας της συσκευής στις απαιτήσεις του τελικού συστήματος.
• Αυτοί οι επεξεργαστές μειώνουν σημαντικά τον χρόνο και το κόστος ανάπτυξης.

Εφαρμογές

ο εφαρμογές του επεξεργαστή Blackfin περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Οι επεξεργαστές Blackfin είναι ιδανικοί για πολλές εφαρμογές όπως ADAS (προηγμένα συστήματα υποβοήθησης οδηγού αυτοκινήτου) , συστήματα επιτήρησης ή ασφάλειας & βιομηχανική μηχανική όραση.
• Οι εφαρμογές Blackfin περιλαμβάνουν συστήματα ελέγχου σερβοκινητήρων, ηλεκτρονικά αυτοκινήτων, συστήματα παρακολούθησης και καταναλωτικές συσκευές πολυμέσων.
• Αυτοί οι επεξεργαστές εκτελούν απλώς λειτουργίες μικροελεγκτή & επεξεργασίας σήματος.
• Αυτά χρησιμοποιούνται για τον ήχο, τον έλεγχο διεργασιών, την αυτοκινητοβιομηχανία, τις δοκιμές, τις μετρήσεις κ.λπ.
• Οι επεξεργαστές Blackfin χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές επεξεργασίας σήματος όπως ευρυζωνική ασύρματη επικοινωνία, κινητές επικοινωνίες και συσκευές Διαδικτύου με δυνατότητα ήχου ή βίντεο.
• Το Blackfin χρησιμοποιείται σε συγκλίνουσες εφαρμογές όπως μέσα δικτύωσης και ροής, ψηφιακή οικιακή ψυχαγωγία, τηλεματική αυτοκινήτων, infotainment, κινητή τηλεόραση, ψηφιακό ραδιόφωνο κ.λπ.
• Ο επεξεργαστής Blackfin είναι ένας ενσωματωμένος επεξεργαστής που έχει την ενεργειακή απόδοση και την υψηλότερη απόδοση που χρησιμοποιείται σε εφαρμογές όπου η φωνή πολλαπλών μορφών, ο ήχος, το βίντεο, η βασική ζώνη πολλαπλών λειτουργιών, η επεξεργασία εικόνας, η επεξεργασία πακέτων, η ασφάλεια σε πραγματικό χρόνο και η επεξεργασία ελέγχου είναι σημαντικές.

Έτσι, αυτό είναι μια επισκόπηση του Blackfin Processor – αρχιτεκτονική, πλεονεκτήματα και εφαρμογές της. Αυτός ο επεξεργαστής εκτελεί λειτουργίες επεξεργασίας σήματος και μικροελεγκτή. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, τι είναι ένας επεξεργαστής;