嵌入式設(shè)計(jì)30年，聚焦匯聚式處理器應(yīng)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(shè)計(jì)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(xué)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(jiǎng)的VisualDSP++®集成開發(fā)與調(diào)試環(huán)境(IDDE)、仿真器，以及EZ-KIT Lite®評(píng)估版硬件。ADI還提供完整的參考設(shè)計(jì)，以及由本地合作伙伴開發(fā)的評(píng)估板、開發(fā)工具、算法IP、應(yīng)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(gòu)基礎(chǔ)。

　　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(shù)：基于一種選通時(shí)鐘內(nèi)核設(shè)計(jì)，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(duì)所需CPU動(dòng)作極少期間的斷電模式;Blackfin處理器支持一種自含動(dòng)態(tài)電源管理電路，借助該電路即可對(duì)工作頻率和電壓進(jìn)行獨(dú)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(dú)特的匯聚式處理架構(gòu)、90nm工藝等更是打下了其領(lǐng)先的低功耗處理的基礎(chǔ)。

　　匯聚式處理器典型應(yīng)用分析

　　如上所述，當(dāng)前很多嵌入式設(shè)備面臨標(biāo)準(zhǔn)和功能上的多樣性要求，企業(yè)必須為不同的區(qū)域市場(chǎng)或時(shí)期設(shè)計(jì)出差異性的方案，為降低開發(fā)成本、縮短產(chǎn)品面市時(shí)間，方案的設(shè)計(jì)靈活性成為重要的選擇要點(diǎn)。此外，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力要求越來越高，同時(shí)還必須具有控制功能，單獨(dú)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(shè)計(jì)需求。結(jié)合MCU控制功能和DSP數(shù)據(jù)處理能力優(yōu)勢(shì)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(yīng)用的廣泛歡迎，本文將分析在電力、安防、醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域的幾個(gè)最新應(yīng)用實(shí)例。

　　電力應(yīng)用——智能電表

　　電力計(jì)量技術(shù)全球領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)西門子年初宣布在其推出的最新自動(dòng)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(gè)電力系統(tǒng)，包括從電廠到用戶端。作為用戶計(jì)量終端的智能電表計(jì)量用戶用電量，并對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至控制中心。該系統(tǒng)使用電力線進(jìn)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(kuò)展靈活性，對(duì)未來的其他可能的標(biāo)準(zhǔn)保持開放(包括對(duì)其他通信媒介的支持)，通過簡(jiǎn)單的在線軟件下載升級(jí)即可實(shí)現(xiàn)新的標(biāo)準(zhǔn)。

　　在AMIS設(shè)計(jì)初期，西門子公司就認(rèn)識(shí)到要實(shí)現(xiàn)上述功能特性目標(biāo)，這些智能電表就需要以較低的單價(jià)提供非凡的表內(nèi)處理能力、動(dòng)態(tài)和電網(wǎng)一體化通信以及真正的可擴(kuò)展性。西門子公司選擇了Blackfin匯聚處理器，就是因?yàn)樵撎幚砥骶哂型瑫r(shí)作為DSP和MCU進(jìn)行無縫工作的能力，Blackfin處理器負(fù)責(zé)計(jì)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(jìn)行高效雙向通信，特別適合西門子AMIS的高密度處理和動(dòng)態(tài)通信應(yīng)用要求。低成本的Blackfin處理器具有處理儀表級(jí)原始實(shí)時(shí)用電數(shù)據(jù)以及實(shí)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。