四通道SHARC DSP采用陶瓷四方扁平封装

AD14060 Quad-SHARC是高性能DSP多处理器模块系列中的首款产品，将四台ADSP-21060微型计算机集成在一个架构和封装中，旨在优化其作为计算团队的性能。

AD14060 四通道 SHARC 将 480 个 MFLOPS 封装在节省 60% 的空间中。

它旨在满足从医学图像处理到多传感器导弹导引头的复杂系统不断增长的计算需求，在不占用过多空间的情况下执行复杂的任务。但是，处理快速时钟速率和大量输入/输出需要对传统IC封装和PCB互连施加压力的能力。AD14060采用的先进封装在单个封装内提供了必要的复杂芯片到芯片互连;通过嵌入式接地层、低电感引线和受控阻抗走线优化性能;简化后端组装和测试;降低电路板、连接器和外壳成本;最重要的是，可实现系统级成本节约。

利用ADSP-2106x DSP的内置多处理功能，四通道SHARC将480 MFLOPS峰值处理（持续320 MFLOPS）置于比传统封装少60%的空间中。通过嵌入接地层并使用专有的封装设计和组装工艺来最小化引线电感，从而改善电气性能特征（例如接地反弹）。热性能出色，qJC 仅为 0.36°C/W，设计人员可以选择腔体向上或腔体向下安装。最后，通过在引脚框架完好无损的情况下运输零件来提高装配良率，以确保引线共面性在运输/处理过程中不受干扰;顺便提一下，AD14060设计的引线间距（0.025“）比分立器件更宽。

AD14060的通用架构使系统设计人员能够灵活地将模块连接到外部存储器（SRAM、EPROM）和外设，如主机处理器、标准总线接口、定制接口和其他SHARC。为了处理传感器数据 I/O 或与其他 SHARC 集群通信，提供了 40 个 14060-MByte/s I/O 端口。下表列出了AD<>的一些主要规格：

 

性能	480 MFLOPS 峰值，320 持续
内部存储器	16 Mbit 共享 SRAM
可寻址片外存储器	4千兆字
DMA 带宽	480 兆字节/秒
并联外部总线	32 位地址，48 位数据
串行端口	5（4 个独立，1 个通用）
链路端口	40 个 <> MB/秒
中断	12
热	0.36°摄氏度/宽
封装（密封）	308 引脚陶瓷四方扁平封装
机身尺寸	2.05英寸（52毫米）
高度	0.160"
引线间距	0.025英寸（0.635毫米）
重量	29 克
温度范围选项	-40 至 +100°C， -55 至 +125°C
电源电压选项	3.3 V、5 V

 

应用优势：对于图像处理、雷达监视、工业仪器仪表、蜂窝基站或导弹导引头等应用，以最小尺寸实现最大处理能力通常是一项关键要求。许多此类系统基于标准板外形尺寸，例如VME总线。具有多个甚至数百个 DSP 的系统通常需要多个板卡和机箱，需要盒对盒接口和布线，这会增加费用、复杂性和性能下降。设计人员可以通过在每个电路板上包含更多DSP（具有优化的物理和电气安装）来减少这些问题，并在可能的情况下将系统包含在一个盒子中。由于消除了单个背板总线和布线，系统成本、性能和上市时间都得到了极大的改善。

在电路板级别也可以看到性能改进。例如，由于大量信号同时切换并瞬时移动芯片和电路板之间的接地参考电平，高速数字系统可能会出现接地反弹问题。MCM 通过在多层封装中嵌入接地层并提供极低的硅片路径，减少了接地反弹问题。内部多DSP互连也采用受控长度和间隔的布线，并使用受控阻抗互连。由于这部分设计已经优化，设计人员可以自由地解决许多其他系统问题。

另一个常见的系统设计需求（通常在军事设计中遇到）是使用改进的处理器改造现有设计。处理器改进是由传感器接口、更复杂的算法和附加功能的要求增加推动的。就导弹拦截器而言，曾经足够接近来袭目标就足够了，希望通过在附近爆炸来摧毁它;如今，直接命中是目标。另一个例子是用多个传感器取代单个传感器（红外、雷达、可见光等），以实现全天候、全威胁的能力。在大多数情况下，现有的导弹体必须升级为新的电子设备;也许 10-100 倍的处理能力必须放在相同尺寸的电路板上（例如直径为 100 毫米的圆圈）。AD14060等模块有助于解决这些应用面临的性能密度更高的问题。

为了进行评估和硬件/软件开发，Bittware Research Systems†生产了一个Blacktip-MCM板† 这是一款ISA卡，带有一个AD14060，外加存储器和I/O扩展选项，并由标准SHARC DSP开发工具提供支持。

审核编辑：郭婷