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ZSPG4DSP架构为无线通信提供P

发布时间:2019-10-19 08:46:30

ZSP G4 DSP架构为无线通信提供PPA设计 - 通信/络 - 电子工程

现在的高端智能需要同时支持GSM/GPRS/EDGE、TD-SCDMA、WCDMA/HSPA+、TDD-LTE、FDD-LTE五种通信模式。为了得到更好的性能,智能普遍采用多核设计。要将四模四核(GSM可单独列出)集成到同一颗处理器上带来了很大挑战,终端系统开发者也正在寻求性能和功耗的平衡。

为了帮助移动通信SoC供应商在短的时间内打造出的解决方案,芯原公司前不久推出了第四代ZSP架构(ZSP G4)和ZSP G4家族的个成员ZSP981数字信号处理器(DSP)核。在该公司新品发布会上,芯原公司技术市场及应用工程高级总监汪洋告诉,除了与上一代架构兼容,ZSP G4架构还引入了矢量计算能力,并提供了更高带宽的接口和更多的执行资源(图1、2)。

图1:芯原公司技术市场及应用工程高级总监汪洋。

图2:ZSP981内核架构。

相较于第三代ZSP核,与无线通信技术专家合力开发的ZSP981在满足移动设备所需的低功耗的同时,将性能提升了17倍。ZSP981为通信基带开发者提供了的可编程信号处理能力以支持含LTE-A、802.11ac等在内的新兴无线通信技术。

汪洋指出,在设计处理器时,有难度的两个模式是LTE/LTE-A和WCDMA/HSPA+的演进,包括其对多载波聚合及矢量处理的要求。在多模方案中,如果将二者处理好的话,其他的模式就可以“通吃”。因此,在设计处理器内核时,若针对难设计的地方和坏的情况突破,那么对客户来说,在设计上就易如反掌了!

ZSP G4架构下的IP核组合涵盖从4发射、4-MAC标量核到6发射、260-MAC矢量核的宽泛范围,不同核之间的主要区别在于性能、功耗和所占硅片面积的大小(PPA)。ZSP G4为不断演进的目标应用提供了所必需的灵活性和可扩展性。用户可轻松地从ZSP G4系列中挑选出一款能满足其目标平台对PPA和灵活性需求的DSP核。此外,用户还可以通过增强后的rbo接口来定制化指令以运行其特定的硬件。ZSP G4系列内核完美适用于多模移动终端、家庭基站、智能电、M2M以及移动基础设施等(图3)。

图3:可扩展的基于ZSP的4G多模基带处理平台。

他介绍,作为ZSP G4系列的款产品,ZSP981是一个完全可综合的、具备6发射超标量体系架构的DSP核。在1.2GHz频率下,单个ZSP981每秒钟可以运行820亿个乘累加运算。基于面向可共享存储单元的宽位、高速接口和面向硬件加速器的增强rbo协处理器端口,ZSP981可以使系统设计人员的系统设计实现软件和硬件的完美平衡。ZSP981的子系统还包括一个功耗管理模块、一个多核通讯模块,以及一个多通道直接内存访问(DMA)模块,可极大地简化系统级集成与开发。

汪洋强调,如果采用纯硬件的方法,需要以坏的信道环境和的吞吐量来设计芯片。但在实际应用时,信道质量可能较好,那么设计的功耗就会造成浪费。因此,需要通过软件动态调整解决功耗的问题。同时,ZSP G4保留了一些高速接口,使客户可以加入高效的硬件模块,以解决功耗平衡的问题。芯原在整个系统设计上,不光是为客户提供IP核,还要帮助他们使数据的搬移小化,这样才能降低总线开销,降低功耗。

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支持HEVC和VP9的Hantro G2视频解码IP

芯原在发布会上还同时推出了Hantro G2多格式视频解码IP,用于支持高效率视频编码(HEVC或H.265)标准下的超高清4K视频解码,以及WebM项目下即将推出的VP9络视频格式。此外,Hantro G2 IP还支持包括H.264、VP8、MPEG-4、VC-1、AVS(即将支持AVS+)、MPEG-2、DivX、Sorenson Spark和VP6在内的其他多种视频格式。

芯原董事长兼总裁戴伟民博士介绍说,VP9是由Google发起的WebM项目所开发的下一代开放视频编解码格式(图4)。在与H.264规格相同的视频播放质量下,VP9有望为络视频服务节省一半的络带宽。该视频格式为基于浏览器的实时视频会议工具WebRTC等应用提供了一个低延迟、高质量的视频编码解决方案。

图4:芯原董事长兼总裁戴伟民博士。

汪洋指出,作为可扩展的IP解决方案,Hantro G2可根据客户对产品性能的需求来优化硅片面积,并支持从4K@60fps播放速率的高端应用,到1080p高清播放的中端应用,再到标清播放的低端应用,从而广泛适用于从超高清电视产品到低端功能的多样化市场。Hantro G2是业内在一百万逻辑门以内支持4K@60fps的单芯片架构IP。业界的Hantro视频半导体IP已经被全球超过75家半导体厂商应用于超过10亿片芯片之中,而Hantro G2是Hantro视频IP的第十三代产品。另外,芯原也正致力于支持HEVC和VP9的Hantro H2多格式视频编码IP的开发。

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第3页:LEP控制器ASIC方案使控制系统以更小体积控制更大功率输出

LEP控制器ASIC方案使控制系统以更小体积控制更大功率输出

LED由于效率较高,正在替代白炽灯应用。然而,要实现500V、1000V的大功率应用,LED在技术上存在困难,并且价格不菲。戴伟民博士介绍说,近一种新型的等离子光源(LEP),由于具有体积更小、效率更高的优点,在高流明应用领域对LED照明技术进行了补充(图5)。然而,LEP控制需要用到大量的RF器件,从而导致控制模块体积较大。

图5:LEP面向高流明应用,LED面向低流明应用。

芯原针对这一应用,推出了LEP控制器解决方案。该方案在单芯片中集成超过200个器件,将可替换器件BOM成本降低了70%,并使整体系统减少超过50%的占板面积,从而便可以相同大小的模块控制更大功率的LEP(图6)。同时,该控制器也使LEP的控制更加智能,实现了更高的启动、运行和控制效率。

图6:LEP控制器让模块更小型化,将没有ASIC的模块的数字部分面积(绿色部分)减少到原板的1/4。

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