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人類從來沒有像今天這樣關(guān)切環(huán)境和氣候的變化，對自然的無止境索取已經(jīng)超過了地球的承受極限，而能源的消耗是造成當(dāng)今世界環(huán)境和氣候變化的罪魁禍?zhǔn)住Ｌ岣吣苄Ы档湍芎�、減少污染排放成為全球各國政府的社會承諾，為此全球主要的國家和地區(qū)均出臺了各種越來越苛刻的能效標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)監(jiān)管措施。美國政府今年正式針對冰箱等白色家電節(jié)能產(chǎn)品，實(shí)施最大補(bǔ)貼幅度約200美元的購買補(bǔ)貼政策，并正在擬定嚴(yán)格的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)草案；中國政府正在或已經(jīng)制定了空調(diào)、彩電、小家電等新的能效標(biāo)準(zhǔn)，廠家面臨前所未有的低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)升級壓力。事實(shí)上，類似的政策和標(biāo)準(zhǔn)在歐洲和日本等全球主要的國家和地區(qū)紛紛出臺，降低能耗已經(jīng)成為全人類必須解決的課題。 電子產(chǎn)品作為能耗大戶是開展節(jié)能的主戰(zhàn)場，各種電子產(chǎn)品運(yùn)行的電能消耗不僅加深了電能緊缺的現(xiàn)狀，而且數(shù)量龐大的便攜式電子產(chǎn)品每年耗用的各種電池對環(huán)境也造成了巨大的壓力。據(jù)中國化學(xué)與物理電池協(xié)會2009年6月公布的數(shù)據(jù)，中國市場2008年的電池銷量超過290億節(jié)，每年產(chǎn)生的廢舊電池達(dá)數(shù)百萬噸。降低電子產(chǎn)品的能耗已經(jīng)不僅是降低用戶產(chǎn)品使用成本，延長電池待機(jī)時(shí)間等與用戶直接利益相關(guān)的話題，更是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造企業(yè)所應(yīng)承擔(dān)的社會責(zé)任。 另一方面，當(dāng)前電子產(chǎn)品同樣面臨技術(shù)和市場發(fā)展新趨勢所帶來的低功耗設(shè)計(jì)壓力。以便攜式電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)為例，娛樂終端、通信終端以及各種專用功能的便攜式產(chǎn)品的功能界限日益模糊，越來越多的應(yīng)用系統(tǒng)要求音頻、視頻和通訊處理能力，多種功能集成、多種外設(shè)接口、大屏幕顯示、全天候在線等要求，以及用戶本身對產(chǎn)品不斷提高的待機(jī)時(shí)間要求，都給產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師帶來直接的設(shè)計(jì)壓力。 1 傳統(tǒng)的處理器的局限性 這種壓力已經(jīng)持續(xù)在電子產(chǎn)業(yè)鏈中產(chǎn)生積極的推動(dòng)力，處于產(chǎn)業(yè)鏈頂端的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司最直接感受到這種壓力，同時(shí)也是推動(dòng)電子產(chǎn)品低功耗設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢的主力。這些企業(yè)在降低集成電路產(chǎn)品功耗上堪稱不遺余力，獨(dú)具創(chuàng)新低功耗設(shè)計(jì)策略和技術(shù)的產(chǎn)品層出不窮。 對于嵌入式設(shè)備來說，處理器是嵌入式系統(tǒng)功耗的主要來源—對于手持設(shè)備而言，它幾乎占據(jù)了除顯示屏以外的整個(gè)系統(tǒng)功耗的一半以上，所以選擇合適的處理器對于最后的系統(tǒng)功耗大小有決定性的影響。RSIC微控制器和DSP都已在這些系統(tǒng)中得到廣泛使用。盡管傳統(tǒng)上RSIC處理器可以高效地處理控制流，DSP可很好地處理數(shù)據(jù)流(如音頻應(yīng)用)。由于目前很多嵌入式系統(tǒng)對控制和媒體處理都有要求，工程師大多在電路板或SoC中以某種形式把 DSP和MCU結(jié)合在一起，因?yàn)閱我坏腄SP或者M(jìn)CU處理器很難滿足當(dāng)前系統(tǒng)要求的處理能力或指令特性。 美國ADI公司作為全球低功耗半導(dǎo)體設(shè)計(jì)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，其低功耗、高性能的模擬產(chǎn)品為全球電子產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生了極其重要的貢獻(xiàn)，而獨(dú)具優(yōu)勢的Blackfin匯聚式處理器系列更為核心平臺提供了低功耗的引擎：基于單一的架構(gòu)，這種處理器致力于對復(fù)雜的需實(shí)時(shí)處理的媒體數(shù)據(jù)流和通常由RISC處理器完成的面向控制的任務(wù)提供一個(gè)優(yōu)化的方案，融合數(shù)字信號處理器與微控制器的匯聚式特性在降低系統(tǒng)功耗上具有獨(dú)特的優(yōu)勢。 2 匯聚式架構(gòu)的低功耗基因 2.1 獨(dú)特架構(gòu)建立低功耗硬件平臺 Blackfin處理器基于由 ADI和Intel公司聯(lián)合開發(fā)的微信號架構(gòu)（MSA），它將一個(gè)32位RISC型指令集和雙16位乘法累加（MAC）信號處理功能與通用型微控制器所具有的易用性組合在了一起。 這種數(shù)字信號處理器與微控制器相結(jié)合的架構(gòu)特征使得Blackfin處理器具備了低功耗的基因：能夠在信號處理和控制處理應(yīng)用中均發(fā)揮上佳的作用，在當(dāng)前許多應(yīng)用場合中，Blackfin可以免除增設(shè)單獨(dú)的異構(gòu)處理器的需要；另外，與同級的其它處理器相比，Blackfin極高的性能確保了作為處理器平臺的性能裕量，在滿足一般的數(shù)字處理及控制處理的同時(shí)，常常還有足夠的性能裕量來滿足基于軟件的功能擴(kuò)展需求，避免增加額外的硬件帶來的功耗增加。 當(dāng)前大部分嵌入式設(shè)備中，音視頻、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和專用算法的處理缺一不可，這正是融合數(shù)字信號處理器和微控制器特性于一身的匯聚處理器所擅長的，匯聚式處理器可以避免同級方案中的多處理器芯片產(chǎn)生額外功耗的弊端。在圖像編解碼的部分，Blackfin是軟解壓方式，它的可編程架構(gòu)特性可以更為靈活的支持不同的壓縮算法；Blackfin對各種協(xié)議棧具有很好的支持，提供大量的相關(guān)庫資源；在專用算法上，同樣良好的生態(tài)體系為工程師提供了大量的專用算法軟件模塊，Blackfin強(qiáng)大的處理能力確保各種算法的實(shí)現(xiàn)性能。所有這些都確保您的設(shè)計(jì)能以單處理器在滿足產(chǎn)品功能、性能的條件下，在重要的低功耗特性上超越競爭對手。 以當(dāng)前熱門電子產(chǎn)品數(shù)碼相框?yàn)槔�，�?dāng)前大部分中低端產(chǎn)品方案采用“150MHz以下主頻處理器+特定格式媒體硬件解碼器”雙芯片硬件平臺，要實(shí)現(xiàn)WiFi無線連接、通信或數(shù)據(jù)加密等擴(kuò)展功能時(shí)，還必須增加對應(yīng)的硬件芯片，不僅增加了BOM成本、設(shè)計(jì)難度，更犧牲了系統(tǒng)功耗，這對于便攜式應(yīng)用來說是不可容忍的。 |
