确保成功地整合DSP核心
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2004-09-08 00:00
前言:
当前,消费电子市场对能够处理大容量数字数据的优质产品的需求正在急剧增长。除接收和传送数字语音通信之外,行动电话还必须能够处理电子邮件、上网、甚至收发数字图片。笔记型计算机和PDA必须支持到局域网络(LAN)和因特网路由器的无线连接。因特网连接设备必须能够处理流式视频、音频和基于IP的语音(VoIP)。并且,每个设备中都应有一个MP3播放器!面对大量要求数字信号处理(DSP)功能的应用,单芯片系统(SoC)开发商正在寻求快速、方便和廉价的方法,以将DSP技术结合到新的产品应用中。
有一种方法是先设计DSP电路,然后将其结合进SoC应用中。但既然有多家供货商以合理价格提供现成的DSP技术,又何必从头开发新产品呢?购买DSP核心的知识产权(IP)许可,即可快速获得DSP功能。DSP核心IP(或DSP核心)是一个数据库(通常为Verilog或VHDL RTL格式),SoC开发商可将其放入自己的电路设计辅助系统(EDA),以将DSP电路整合到SoC设计中。然而,要保证能将购买的技术成功地整合到自己的设计中,需要一个组织严密的过程。
(一)确认需求及目标
首先,必须确知企业需要DSP核心的原因及预期。一定要认真考虑适用于所有业务部门的目标应用。针对未来,分析购买DSP核心IP许可对您当前产品开发计划的影响。当然,在决定购买何种DSP技术许可时,会虑及自己的产品开发计划;反之,购买DSP技术许可亦会对产品开发计划产生影响,可能会从此采用以前从未考虑过的产品开发方法。
此外,还必须清楚自己期望从DSP核心获得的性能范围。它能以非常低的功率位准运行而不降低速度吗?其体系结构允许进行紧凑的代码编译吗?
令人困惑的另一点是DSP核心的编程模式。这种编程模式能够对控制代码提供充分而有效的支持吗?是否无需进行严格的编程测试即能满足应用的要求?不可否认,也许大多数产品具有所需要的功能,但必须在购买之前发现是否存在控制障碍。
(二)精控预算并慎选供货商
当明确了自己的需求和期望之后,必须建立一个实际的预算以获得和实施DSP核心。预算不仅要包括IP的许可费,还包括该产品的持续支持和维护费用、对员工进行产品使用培训的费用,以及为了充分利用该产品而需要购买的其它开发工具的费用。
在进行预算的过程中,请坚信有付出就一定有回报。另外,请记住多年来对软件的投资远远超过对该核心许可的投资。因为廉价知识产权(IP)的供货商难以获得维持运营的收入,所以往往只能提供低劣的支持并且随时可能歇业。在您选择IP供货商时务必慎重,以防供货商有朝一日失去行踪,并带走购买了许可的DSP体系结构。一旦出现这种情况,将不得不面临软件移植的挑战,而与此同时,竞争对手已利用工业标准的体系结构向前迈开大步了。
换言之,不要单纯以价格来选择供货商。而要从预算中提拨足够的资金,向认为能够对自己产品提供长期支持的供货商购买优质的产品。
除了价格之外,在选择DSP核心供货商时还应考虑其它重要因素。该供货商是否能提供广泛的核心选择范围,以满足公司目标功率/性能/价格组合的要求?站在企业的角度而言,肯定不想因该DSP核心无法满足自己产品线的要求而修改产品开发计划。
(三)留意核心结构的适用性
该DSP核心的体系结构是可缩放的吗?换言之,当使用该供货商DSP产品线中的不同产品时,这些具有不同功能和特性的产品是否使用相同的体系结构?对产品编写的代码是否可以不做修改或稍做修改,就能够在其它产品上执行?这种兼容的产品开发计划对保护软件开发投资至关重要。
对于DSP IP的另一项重要考虑因素是合成性。绝大多数(如果不是全部的话)DSP核心IP产品都被宣称为是可合成的,也就是说,无需对该IP产品做大量调整即可将其插入任一EDA环境。必须确定该IP产品是否是100%可合成的,因为即使是99.9%的可合成性也会造成令人头痛的、昂贵的开发问题。关于可合成性,以下几点非常关键:
-IP必须使用硬件描述语言(HDL)对设计进行描述,且不用参照目标技术。它必须使用HDL语言模板而非依赖于单元实例。
-记忆单元应是通过单个时钟信号触发的触发器。电路应不包括任何多循环信号,这种信号要求多个时钟循环从一个触发器传播到另一个触发器。
-它应可以实现多路、单向驱动线路的各区块之间的所有互连。需要多个发射器网络的每个发射器应当有一条单向线路,并且将所有的线路多路传输到预期的接收器中。这种方法能构成分布式交叉交换(cross-bar switch)结构,为高性能计算和通信系统所使用。这样,才能实现更快速、更简单、可预测的合成性。
-所有电路都能以完全互补的、静态驱动的CMOS逻辑实现。静态逻辑与动态逻辑相比具有以下优点:低功耗、高可靠性、优良的抗干扰性、简单的计时方案、时间选择独立性、并且无需透明锁存。