高性能汉芯系列

《高性能汉芯系列》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、高性能汉芯系列

2、第1...一、世界DSP市场DSP和CPU被公认为半导体行业的两大核心技术。随着人们对信息的快速、精准处理的要求，DSP在芯片设计中的应用迅速增加。据Forodem领域占30%，硬盘机占12%，消费电子产品领域占5%；在军事航天领域占5%。近两年随着消费电子市场的崛起，DSP在消费电子中的应用飞速发展。在如此巨大的全球DSP市场前，云集了一批世界级的电子厂商，其中TI、AnalogDevices、Lucent和Freescale几家公司占领了DSP市场的大部分，还有一小部分被Hitachi、NEC、STMicroelectonics和Zilog等公司占据。二、DSP技术格局与走

3、势目前DSP相关核心技术主要掌握在国外公司手中。纵观国内外DSP的发展状况，DSP的发展趋势可归纳为：高集成度、高速、低功耗、抗干扰和高可靠方向。TI不久前制定的该公司在21世纪初的产品发展策略是：以DSP产品为核心，融合MCU、MPU（混合信号产品）和存储器等多种产品和技术，为用户提供统一的数字信号处理解决方案（DSPS）。其推出的TMS320C2000、TMS320C5000以及TMS320C6000被专家预测为21世纪初该公司的主流产品。其中TMS320C2000属于16位定点DSP，速度20MIPS，主要用于等通信产品；TMS320C5000系列芯片属于低功耗高性能DSP，16位定点、

4、40-200MIPS，主要用于有线通信和无线通信设备、IP、寻呼机以及多种便携式信息系统；TMS320C6000属于高性能DSP，速度在1200-2000MIPS，可用于无线基站、网络系统、中心局交换机以及ADSLModem等。Agere和Motorola这两家通信业巨头联合成立的StarCore推出的高性能SC140DSP内核，可以使用户的无线产品开发时间减少50%以上，在300MHz时，这种DSP的性能可达1200MMACS/3000RISCMIPS，而工作电压仅为0.9-1.5V，适用于集中式运算的下一代通信应用，如3G无线和基站、局用交换设备、DSL和VoIP等。中国的DSP技术起步较

5、早，全国有百余所高校研究所从事DSP算法的教学与科研。目前在信号处理理论和算法方面与国外差距不大，但是系统芯片的实用化、产业化方面的工作进展缓慢。适合开发的国内DSP市场包括家电、军工、汽车、信息安全和玩具市场。中国的DSP处理器和其衍生芯片必将是针对这些巨大市场而开发的。三、汉芯DSP产品依托长三角集成电路产业的优势，在汉芯人的共同努力下，"汉芯一号"－国内第一款自主研发、速度达到200MHz并采用0.18微米工艺流片的16位定点数字信号处理器于2002年2月26日面世。"汉芯一号"高性能DSP芯片项目得到王阳元、邹世昌、许居衍等院士和863计划IC专家组组长严晓浪教授的权威鉴定："汉芯一号

6、"及其设计、应用开发平台属于国内首创，达到了国际先进水平，是中国的芯片发展史上一个重要的里程碑。汉芯二号、三号是上海交通大学继“汉芯一号”之后的又两个重大科研成果。“汉芯二号、三号”高性能DSP芯片作为汉芯家族的新成员，在性能和开发支持等方面又有了较大的发展。汉芯二号24位DSP芯片采用0.15~0.18微米半导体工艺设计，具有每秒1.5亿次指令的运算速度和150Mhz的时钟主频。国家863计划的重点项目“汉芯三号---32位DSP芯片”，主频达到300MHz/600MIPs，采用低功耗设计方法，平均功耗仅为30mouseg(this)">图1汉芯一号500)this.style.ouseg(

7、this)">图2汉芯三号四、核心技术和创新点汉芯系列DSP共申请12项专利和一项布图保护，创新点包括支持多字指令格式，片上存储器和Cache是可切换结构，Cache容量可重构，快速响应中断结构，独特的可嵌套硬LOOP结构可加快算法速度，提供多种低功耗工作方式。汉芯系列DSP和国外同类产品相比，性能处于国内领先、国际先进水平，但价格远低于国外产品，良好的性价比将在信息家电、音频处理、多媒体通信等领域大显身手。其他主要创新点有：1）多级灵活Cache结构为了平衡处理器和存储器之间的速度差异，进一步降低DSP对存储器的访存压力，汉芯系列DSP芯片设计了高效灵活的Cache结构，采用带有二级Cach

8、e的改进的哈佛结构，单周期能够执行多条指令。针对不同的设备应用，Cache的容量是可以动态调整，因此Cache模块是十分灵活实用的。500)this.style.ouseg(this)">图3带有二级Cache的改进的哈佛结构2）深度流水线结构汉芯系列DSP采用多级深度流水线结构，单周期并发多条指令，Load和Store在流水线的同一级执行，消除了读和写内存冲突。500)this.style.ou