Blackfin双核处理器DSP-BF609的主要特性及应用电路

电子设计 2021-03-18 4165

描述

ADI公司的DSP -BF609是Blackfin双核处理器，工作频率高达1GHz，硬件支持高清视频分析。ADSP-BF609采用ADI / INTEL微信号架构（MSA），每个核包含两个16位MAC，两个40位ALU和40位桶形移位RISC类寄存器和指令模式，具有先进的调试，跟踪和性能介绍，主要用在从汽车电子到嵌入式工业，仪表和马达控制等应用。本文介绍了ADSP-BF609主要特性，方框图，Blackfin处理器核布局以及ADSP-BF609 EZ-KITLite®评估系统主要特性，标题，电路图和材料清单。

ADSP-BF609处理器是Blackfin产品系列的成员，并结合了Analog Devices / Intel微信号架构（MSA）。Blackfin处理器将双MAC最先进的信号处理引擎，干净的，正交的，类似于RISC的微处理器指令集的优势以及单指令多数据（SIMD）多媒体功能结合到了一条指令中，设置架构。

该处理器可提供高达500 MHz的性能以及低静态功耗。它们采用低功耗和低压设计方法生产，可提供世界一流的电源管理和性能。

通过集成一组丰富的行业领先的系统外围设备和内存，Blackfin处理器成为下一代应用的首选平台，这些下一代应用需要在集成的封装中提供类似RISC的可编程性，多媒体支持和领先的信号处理功能。从汽车系统到嵌入式工业，仪器仪表和功率/电机控制应用，这些应用涵盖了广泛的市场。

ADSP-BF609主要特性：

双核对称高性能Blackfin处理器，每个核最高500 MHz每个核包含两个16位MAC，两个40位ALU，一个

类似于RISC的40位桶形移位器寄存器和指令模型，以简化编程和编程。编译器友好支持

先进的调试，跟踪和性能监视

流水线视觉处理器提供硬件以用于在ADAS或其它视频处理应用的视频帧的前和协同处理过程信号和图像算法

接受的范围内的电源电压的用于I / O操作。

片外稳压器接口349球（19毫米×19毫米）符合RoHS的BGA封装

存储器

每个内核包含148K字节的L1 SRAM存储器（处理器内核可访问），具有多奇偶校验位保护

高达256K字节L2 SRAM存储器带有ECC保护的

动态存储器控制器提供16位接口，DDR2或LPDDR DRAM器件的单个银行

与异步存储器接口中的静态存储器控制器，支持8位和16位的存储器

从弹性引导选项闪存，eMMC和SPI存储器以及来自SPI，链接端口和UART主机的

存储器管理单元提供存储器保护

寄存器

图1.ADSP-BF609处理器方框图

BLACKFIN处理器核

该处理器集成了两个Blackfin处理器内核。每个内核包含两个16位乘法器，两个40位累加器，两个40位ALU，四个视频ALU和一个40位移位器。计算单元处理寄存器文件中的8位，16位或32位数据。

计算寄存器文件包含八个32位寄存器。当对16位操作数数据执行计算操作时，寄存器文件用作16个独立的16位寄存器。用于计算操作的所有操作数均来自多端口寄存器文件和指令常量字段。

每个MAC可以在每个周期中执行16位乘16位乘法，将结果累加到40位累加器中。支持带符号和无符号格式，舍入和饱和度。

ALU对16位或32位数据执行一组传统的算术和逻辑运算。此外，还包括许多特殊指令以加速各种信号处理任务。这些包括位运算，例如场提取和总体计数，模232乘法，除法基元，饱和度和舍入以及符号/指数检测。视频指令集包括字节对齐和打包操作，带剪辑的16位和8位加法运算，8位平均运算以及8位减法/绝对值/累加（SAA）操作。

还提供了比较/选择和向量搜索指令。对于某些指令，可以在寄存器对（计算寄存器的16位高半部分和16位低半部分）上同时执行两个16位ALU操作。如果使用第二个ALU，则可以进行四路16位运算。

40位移位器可以执行移位和旋转，并用于支持归一化，字段提取和字段存放指令。

程序定序器控制指令执行的流程，包括指令对齐和解码。对于程序流控制，定序器支持PC相对和间接条件跳转（带有静态分支预测）以及子例程调用。硬件支持零开销循环。

该架构是完全互锁的，这意味着程序员在执行具有数据相关性的指令时无需管理流水线。

地址算术单元提供两个地址，以便从内存中同时进行双取。它包含一个多端口寄存器文件，该文件文件由四组32位索引，修改，长度和基址寄存器（用于循环缓冲），以及八个其他32位指针寄存器（用于C型索引堆栈操作）组成。

Blackfin处理器支持修改后的Harvard体系结构以及分层存储器结构。级别1（L1）内存是通常以全处理器速度运行而几乎没有延迟的内存。在L1级别，指令存储器仅保存指令。数据存储器保存数据，专用的暂存器数据存储器存储堆栈和局部变量信息。

此外，还提供了多个L1存储块，提供了SRAM和高速缓存的可配置混合。内存管理单元（MMU）为可能在内核上运行的各个任务提供内存保护，并可以防止意外访问系统寄存器。

该体系结构提供了三种操作模式：用户模式，主管模式和仿真模式。用户模式限制了对某些系统资源的访问，从而提供了受保护的软件环境，而主管模式则具有对系统和核心资源的不受限制的访问。

寄存器

图2.Blackfin处理器核布局

ADSP- BF609 EZ-KITLite®评估系统

ADSP-BF609处理器是Blackfin系列产品的成员，该产品结合了Analog Devices / Intel微信号架构（MSA）。Blackfin处理器将双MAC最先进的信号处理引擎，干净的，正交的，类似于RISC的微处理器指令集的优势以及单指令多数据（SIMD）多媒体功能结合到了一条指令中，设置架构。

ADSP-BF60x Blackfin处理器采用了一种新型嵌入式处理器，专门设计用于满足当今汽车系统，嵌入式工业，仪器仪表和电源/电动机控制应用的计算需求和功率约束。

该评估板旨在与CrossCore®Embedded Studio（CCES）开发工具一起使用，以测试ADSP-BF60x Blackfin处理器的功能。CCES开发环境有助于高级应用程序代码的开发和调试，例如：

•创建，编译，汇编和链接以C ++，C和汇编语言编写的

应用程序

•在应用程序中加载，运行，逐步，暂停和设置断点•读写数据和程序存储器

•读写核心和外设寄存器

•图形存储器

通过USB从个人计算机（PC）访问处理器端口（在EZ-KIT Lite板上安装了调试代理时）或外部JTAG仿真器。USB接口可无限制地访问ADSP-BF609处理器和评估板外设。ADI公司的JTAG仿真器可在主机PC和目标硬件之间提供更快的通信。ADI公司提供各种在线仿真产品。

图3。ADSP-BF609 EZ-KITLite®评估板外形图

ADSP- BF609 EZ-KITLite®评估板主要特性：

•ADI公司的ADSP-BF609 Blackfin处理器

•349引脚LFBGA封装