嵌入式設計30年，聚焦匯聚式處理器應用

　　Blackfin處理器獲得電子行業(yè)廣泛的青睞，具有完整的開發(fā)工具和參考設計等支持是其受廣泛歡迎的重要原因之一。ADI提供業(yè)界一流的工具、初學套件與支持，包括熟知的、能夠支持其他Blackfin處理器的ADI CROSSCORE®軟件與硬件工具，這些工具包括獲獎的VisualDSP++®集成開發(fā)與調(diào)試環(huán)境(IDDE)、仿真器，以及EZ-KIT Lite®評估版硬件。ADI還提供完整的參考設計，以及由本地合作伙伴開發(fā)的評估板、開發(fā)工具、算法IP、應用模塊，以及由第三方合作伙伴提供包括軟硬件在內(nèi)的全套交鑰匙方案。在嵌入式系統(tǒng)的支持上，Blackfin處理器可以支持目前主流的操作系統(tǒng)，包括uCLinux、ThreadX、Nucleus，uCOS-II等十多種嵌入式操作系統(tǒng)，客戶完全可以根據(jù)其自身要求選擇其熟悉的或更具成本效益的軟件架構基礎。

　　Blackfin處理器解決了高性能和低功耗的“矛盾”，Blackfin處理器采用了多種節(jié)能技術：基于一種選通時鐘內(nèi)核設計，可按照逐條指令來選擇性地切斷功能單元的電源;支持多種針對所需CPU動作極少期間的斷電模式;Blackfin處理器支持一種自含動態(tài)電源管理電路，借助該電路即可對工作頻率和電壓進行獨立控制，以滿足正在執(zhí)行的算法的性能要求;大多數(shù)Blackfin處理器都提供片上內(nèi)核穩(wěn)壓電路，并可在低至0.8V的電壓下工作。而Blackfin獨特的匯聚式處理架構、90nm工藝等更是打下了其領先的低功耗處理的基礎。

　　匯聚式處理器典型應用分析

　　如上所述，當前很多嵌入式設備面臨標準和功能上的多樣性要求，企業(yè)必須為不同的區(qū)域市場或時期設計出差異性的方案，為降低開發(fā)成本、縮短產(chǎn)品面市時間，方案的設計靈活性成為重要的選擇要點。此外，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力要求越來越高，同時還必須具有控制功能，單獨的MCU或DSP解決方案難以滿足系統(tǒng)要求。MCU+DSP或ASIC+DSP的雙芯片方案受成本、功耗等因素制約，難以滿足系統(tǒng)設計需求。結合MCU控制功能和DSP數(shù)據(jù)處理能力優(yōu)勢的Blackfin系列匯聚式處理器由于其卓越的性能和完善的支持獲得嵌入式應用的廣泛歡迎，本文將分析在電力、安防、醫(yī)療和工業(yè)領域的幾個最新應用實例。

　　電力應用——智能電表

　　電力計量技術全球領導企業(yè)西門子年初宣布在其推出的最新自動抄表信息系統(tǒng)(AMIS)的智能電表核心引擎利用了Blackfin處理器。西門子AMIS系統(tǒng)覆蓋整個電力系統(tǒng)，包括從電廠到用戶端。作為用戶計量終端的智能電表計量用戶用電量，并對電網(wǎng)進行監(jiān)測，將數(shù)據(jù)發(fā)送至控制中心。該系統(tǒng)使用電力線進行通信，避免了其他方案所用的無線通信和互聯(lián)網(wǎng)通信所增加的成本。采用Blackfin處理器使系統(tǒng)具有極佳的擴展靈活性，對未來的其他可能的標準保持開放(包括對其他通信媒介的支持)，通過簡單的在線軟件下載升級即可實現(xiàn)新的標準。

　　在AMIS設計初期，西門子公司就認識到要實現(xiàn)上述功能特性目標，這些智能電表就需要以較低的單價提供非凡的表內(nèi)處理能力、動態(tài)和電網(wǎng)一體化通信以及真正的可擴展性。西門子公司選擇了Blackfin匯聚處理器，就是因為該處理器具有同時作為DSP和MCU進行無縫工作的能力，Blackfin處理器負責計算用戶用電情況，并執(zhí)行電力線調(diào)制解調(diào)器功能，通過電力線集中器進行高效雙向通信，特別適合西門子AMIS的高密度處理和動態(tài)通信應用要求。低成本的Blackfin處理器具有處理儀表級原始實時用電數(shù)據(jù)以及實現(xiàn)儀表和電網(wǎng)之間通信的能力，可提供一站式、低成本、易于配置的解決方案。

　　圖1：采用Blackfin處理器的西門子智能電表功能框圖。