Нарешті пристойний вітчизняний процесор ЦОС – 1967BH28

image

Незважаючи на стрімкий розвиток процесорів загального призначення (ARM, x86 і більш екзотичних), не втрачають своєї актуальності спеціалізовані процесори цифрової обробки сигналів (ЦОС). Одним з найпопулярніших процесорів ЦОС з плаваючою точкою в рідній вітчизні став процесор ADSP-TS201S фірми Analog Devices. В свій час (10-15 років тому) цей процесор не знав собі рівних у високопродуктивних системах ЦОС, що працюють в реальному часі. Його основні характеристики:

  • Частота процесора – 600 МГц
  • Об'єм внутрішньої пам'яті – 3 Мбайт
  • 4 високошвидкісних порту – 600 Мбайт/сек
  • Зовнішня шина – 100 МГц
  • Канали DMA – 12 каналів
Рішення на процесорі ADSP-TS201S добре себе зарекомендували в широкому класі апаратури як цивільного, так і не дуже цивільного призначення. Але всьому хорошому приходить самі знаєте що кінець.

Так і сталося з популярним процесором — в цьому році повністю припиняється виробництво ADSP-TS201S. Але є і хороші новини, тепер можна зітхнути вільно і розслабитися, тому що в цей же час російська фірма «Миландр» нарешті початку поставки процесора ЦГЗ з плаваючою точкою як власної розробки 1967BH28. Цей процесор є аналогом ADSP-TS201S з деякими добавками від «Миландра».

Система команд вітчизняного процесора повністю збігається зі своїм оригіналом і, крім того, має додаткові команди, що дозволяють підвищити ефективність обчислень (як обіцяють розробники). Частота процесора – 450 МГц (хотілося б не менше ніж в оригіналу). Обсяг внутрикристальной пам'яті – 3МБайт (статична пам'ять, на відміну від динамічної у ADSP-TS201S). Частота зовнішньої шини – 100МГц. Чотири швидкісних послідовних інтерфейсу вводу-виводу (4-х бітні лінки), аналогічні ADSP-TS201S. Більш детальна інформація є на сайті виробника, бажаючі можуть ознайомитися.

Завдання процесора 1967BH28 забезпечити можливість заміни рішень на процесорі ADSP-TS201S рішеннями на російському процесорі (чим не імпортозаміщення!?).

Тепер саме цікаве, а що ж насправді представляє з себе нова вітчизняна розробка? Для цього були проведені порівняльні випробування процесора 1967BH28 і оригіналу. Піддослідними кроликами об'єктами для порівняльних випробувань стали популярний модуль ADP201cP5 ADSP-TS201S фірми «Інструментальні Системи» і їх же новітній модуль ADP201McP5 на процесорі 1967BH28. Фото модулів представлені нижче у всій красі.

image

image

З фото видно, що модулі практично однакові і відрізняються лише за типами процесорів. Використовується конструктив 6U з інтерфейсом CompactPCI. Всього на модулях 5 процесорів, об'єднаних лінками (швидкісний послідовний інтерфейс). Два процесора з п'яти мають можливість підключення аналогових або цифрових субмодулей вводу-виводу через FPGA.

Програмне забезпечення
Випробування показали сумісність програмного забезпечення. тестові програми, що працюють на модулі ADP201cP5 без найменшої модифікації виконувалися на модулі ADP201McP5. Також без проблем до процесора 1967BH28 підключився емулятор, призначений для ADSP-TS201S. Тобто вирішена одна з головних завдань – не переписувати купу софта, напрацьованого за півтора десятка років для рішень на процесорі ADSP-TS201S.

Інтерфейси
Швидкість обміну по інтерфейсу CompactPCI виявилася аналогічна у обох модулів. Що цілком очікувано, тому що, головним обмежувачем є, власне, PCI шина зі своїми 64 бітами і 66 мегагерцами.

Випробування швидкісного послідовного інтерфейсу показали повну працездатність на частоті процесора 450МГц (максимальна частота на даний момент), що становить, відповідно, 450 Мбайт/с (хоча лінки 4-бітні, але працюють в режимі double rate, тому за 1 такт передається 1 байт). Тут новий процесор поступається своєму оригіналу ADSP-TS201S, який працює на частоті 600 МГц і його лінки, відповідно, забезпечують 600 Мбайт/сек.

Обчислення
А ось тут саме цікаве і приємне. Випробування обчислювальних можливостей процесора 1967BH28 були проведені на основній функції ЦГЗ – комплексному ШПФ. Були отримані гріють душу результати, наведені в таблиці:
ADSP-TS201S (600MHz) 1967BH28(450MHz)
CFFT1K 25us 26us
CFFT4K 294us 119us
CFFT8K 1120us 360us
Видно, що незважаючи на різницю в робочій частоті між процесором 1967BH28 та ADSP-TS201S не в нашу користь, вітчизняний кристал має помітну перевагу. Воно найбільшою мірою проявляється при збільшенні розміру оброблюваних масивів. Такий результат – використання статичної пам'яті, що працює на частоті процесора. В аналогу (ADSP-TS201S) використовується динамічна пам'ять, що працює на частоті 125 МГц, і кеш-пам'ять, що працює на частоті процесора. З таблиці видно, що в межах розміру кеша швидкодія процесорів ADSP-TS201S та 1967BH28 приблизно однаково. Але при виході масивів за межі кешу стає очевидним перевага нашого богатиря 1967BH28.

Отже
В цілому можна констатувати, що новий як вітчизняний процесор вийшов вдалим і здатний повністю замінити популярний ADSP-TS201S в системах ЦОС. Хоча, на жаль, це не робить більш сучасної розробку 15-річної давності.
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.