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人類從來沒有像今天這樣關切環境和氣候的變化，對自然的無止境索取已經超過了地球的承受極限，而能源的消耗是造成當今世界環境和氣候變化的罪魁禍首。提高能效降低能耗、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均出臺了各種越來越苛刻的能效標準和行業監管措施。美國政府今年正式針對冰箱等白色家電節能產品，實施最大補貼幅度約200美元的購買補貼政策，并正在擬定嚴格的節能標準草案；中國政府正在或已經制定了空調、彩電、小家電等新的能效標準，廠家面臨前所未有的低功耗設計技術升級壓力。事實上，類似的政策和標準在歐洲和日本等全球主要的國家和地區紛紛出臺，降低能耗已經成為全人類必須解決的課題。 電子產品作為能耗大戶是開展節能的主戰場，各種電子產品運行的電能消耗不僅加深了電能緊缺的現狀，而且數量龐大的便攜式電子產品每年耗用的各種電池對環境也造成了巨大的壓力。據中國化學與物理電池協會2009年6月公布的數據，中國市場2008年的電池銷量超過290億節，每年產生的廢舊電池達數百萬噸。降低電子產品的能耗已經不僅是降低用戶產品使用成本，延長電池待機時間等與用戶直接利益相關的話題，更是電子產品設計制造企業所應承擔的社會責任。 另一方面，當前電子產品同樣面臨技術和市場發展新趨勢所帶來的低功耗設計壓力。以便攜式電子產品設計為例，娛樂終端、通信終端以及各種專用功能的便攜式產品的功能界限日益模糊，越來越多的應用系統要求音頻、視頻和通訊處理能力，多種功能集成、多種外設接口、大屏幕顯示、全天候在線等要求，以及用戶本身對產品不斷提高的待機時間要求，都給產品設計工程師帶來直接的設計壓力。 1 傳統的處理器的局限性 這種壓力已經持續在電子產業鏈中產生積極的推動力，處于產業鏈頂端的半導體設計公司最直接感受到這種壓力，同時也是推動電子產品低功耗設計發展趨勢的主力。這些企業在降低集成電路產品功耗上堪稱不遺余力，獨具創新低功耗設計策略和技術的產品層出不窮。 對于嵌入式設備來說，處理器是嵌入式系統功耗的主要來源—對于手持設備而言，它幾乎占據了除顯示屏以外的整個系統功耗的一半以上，所以選擇合適的處理器對于最后的系統功耗大小有決定性的影響。RSIC微控制器和DSP都已在這些系統中得到廣泛使用。盡管傳統上RSIC處理器可以高效地處理控制流，DSP可很好地處理數據流(如音頻應用)。由于目前很多嵌入式系統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結合在一起，因為單一的DSP或者MCU處理器很難滿足當前系統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體設計技術的領導企業，其低功耗、高性能的模擬產品為全球電子產品的技術發展產生了極其重要的貢獻，而獨具優勢的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，這種處理器致力于對復雜的需實時處理的媒體數據流和通常由RISC處理器完成的面向控制的任務提供一個優化的方案，融合數字信號處理器與微控制器的匯聚式特性在降低系統功耗上具有獨特的優勢。 2 匯聚式架構的低功耗基因 2.1 獨特架構建立低功耗硬件平臺 Blackfin處理器基于由 ADI和Intel公司聯合開發的微信號架構（MSA），它將一個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。 這種數字信號處理器與微控制器相結合的架構特征使得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用中均發揮上佳的作用，在當前許多應用場合中，Blackfin可以免除增設單獨的異構處理器的需要；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，在滿足一般的數字處理及控制處理的同時，常常還有足夠的性能裕量來滿足基于軟件的功能擴展需求，避免增加額外的硬件帶來的功耗增加。 當前大部分嵌入式設備中，音視頻、網絡協議棧和專用算法的處理缺一不可，這正是融合數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，它的可編程架構特性可以更為靈活的支持不同的壓縮算法；Blackfin對各種協議棧具有很好的支持，提供大量的相關庫資源；在專用算法上，同樣良好的生態體系為工程師提供了大量的專用算法軟件模塊，Blackfin強大的處理能力確保各種算法的實現性能。所有這些都確保您的設計能以單處理器在滿足產品功能、性能的條件下，在重要的低功耗特性上超越競爭對手。 以當前熱門電子產品數碼相框為例，當前大部分中低端產品方案采用“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，要實現WiFi無線連接、通信或數據加密等擴展功能時，還必須增加對應的硬件芯片，不僅增加了BOM成本、設計難度，更犧牲了系統功耗，這對于便攜式應用來說是不可容忍的。 |
