图1无线卫星通讯接收构架图
在SoC中划分功能
在这个例子中,系统的核心是一个双处理器OMAP器件通过高性能和低功耗之间的平衡,这种150MHz的OMAP器件把一个DSP内核同一个加强型ARM925TRISC处理器集成在一起。其它的特性包括一个SDRAM存储器接口和许多外设接口,它们同外部无线电基带处理器和外部音频编/解码器兼容。
因为OMAP器件设计用于同时处理多个多媒体任务,所以它很适合卫星无线电应用。一般来说,多媒体功能丰富的器件由许多音频和视频压缩/解压算法组成,它们需要广泛的数学运算。对这些运算来说,OMAP上的DSP比RISC更适合。比较这两种处理器的标准测试程序有很多种,从一个算法到另一个算法变化很大,但平均而言,RISC完成相同信号处理运算的周期数是DSP的三倍。由于RISC管理系统控制和数据任务一般比DSP更有效率,因此这两种处理器的功能可以互补。
该DSP完成的主要信号处理任务之一是:在卫星信号阻断因而系统切换到地面广播时,对输入进行OFDM解调。OFDM解调器需要运行FFT和反FFT算法,这对运算密集型的DSP来说很合适。该DSP还解压传输来的PAC编码信号,而ARM内核则对PAC数据进行解密。该DSP的其它功能包括为采用MP3或MPEG-1和layer3的存储设备编码数据,为采用MP3的播放功能解码数据。
该ARM内核管理来自调谐器和/或数据存储器件的流数据。它还完成语音合成、语音识别和控制/命令任务,并显示表明气象信息和驾驶方向的位图。通过恰当地平衡各种处理负载,一个基于双内核OMAP处理器的卫星无线电设计只占用该处理器可用处理资源的一小部分,因而为实现增强的多媒体功能留有余地2004-6-28,如虚拟3D音效、噪音消除等。表2显示了这种系统划分,它表明了每个功能所用的处理单元类型。
表2系统划分
卫星无线电接收器这个例子说明了在一个现有SoC器件上不同处理器单元之间划分任务的好处。专门为这个应用研制SoC的设计人员也可以采用前面讨论的步骤来明确划分其它的处理功能,如Viterbi处理和音频编解码器,它们可以经济地集成在该SoC之内。NTSC视频解码和其它高级特性无疑也可以考虑,因为该设计的寿命期有可能贯穿许多接收器产品。除了系统级集成带来器件减少的明显优点之外,采用单一的SoC平台还为开发人员在软件方面的投资带来了极大益处,因为在整个产品线的寿命期内只需要很少的再开发工作。
本文小结
带有多个处理单元的SoC器件目前是产品设计链上的重要一环,尤其是对需要高度集成的便携式系统,它们靠该器件提供混合数据和信号处理功能。将一个特定系统和一个特定SoC匹配的决策并不总是由技术因素来推动。在许多情况下,它更多地与可用的资源有关,与系统需要的灵活度有关,与如何对付新功能和新缺陷有关。开发人员应该理解所涉及处理任务之间的复杂平衡,有效掌握划分系统功能的程序,并能够充分利用SoC所提供的巨大能力优势。