Blackfin i 40 nm och 800 MMac

Den första generationen Blackfin-signalprocessorer tillverkade av TSMC i 40 nm LP finns nu i produktion. Analog Devices hoppas på tillämpningar inom bland annat bildanalys.

BAKGRUND
DETTA ÄR EN DSP
En DSP (digital signal processor) är en processorer optimerad för snabba beräkningar i realtid. Normalt används de för en specifik uppgift och laddas med programvara för denna, som då kan vara starkt optimerad för arkitekturen.

När en DSP är programmerad är den konfigurerad till att utföra denna beräkning med raka rör till in- och utmaningen och därmed korta fördröjningar.

Här finns inget av det overhead man hittar i en vanlig processor för att optimera kod på flykten eller stödja exekveringen av flera parallella oberoende program. En DSP-kärna kan vara en tiondel så stor som en generell CPU på grund av detta.

Systemkretsar som sitter i exempelvis mobiltelefoner kan ha en DSP-kärna på chipet. Detta är en utmaning mot Blackfin, som bara säljs som färdig processorkomponent och inte som IP-block.

Andra hot kommer från generella processorer som får allt mer DSP-funktionalitet, från FPGA:er som kan konfigureras till massiv parallellitet, från grafikkärnor som kan programmeras att göra generella uppgifter och från dedikerade asicar, som är allra effektivast men på bekostnad av programmerbarheten.

Kärnan har fått en ny arkitektur – BF+ – med bland annat operationer för 32-bitars-aritmetik i en enda klockcykel. BF70x är en 16-bitars dubbelkärna vilket betyder att den i 400 MHz kan leverera 800 miljoner 16-bitars Mac per sekund (multiply-accumulate, en multiplikation följd av att produkten adderas till ett register).

FFT och komplex matematik ska ske på 30 procent färre klockcykler. Dessutom har gränssnitten blivit snabbare.

Det typiska effektuttaget ligger under 100 mW. Föregångaren 6xx kunde köras i 600 MHz med en effekt på 400mW.

Processorn har gränssnitt för USB, SDIO, Can, ePPI, SPORT och QuadSPI.

BF70x har ett kryptoblock som autentiserar bootkod innan den körs, och skyddar den från kopiering med hjälp av kryptering.
Minnet har inbyggd felkorrigering och verifiering av pariteten som skydd mot bitfel från strålning.

BF70x-familjen släpps i åtta varianter i BGA- och QFN-kapslar och med 128–1024 kbyte SRAM. Provexemplar finns hos kunder sedan några månader. Utvärderingskort kan beställas.

Nästa sommar börjar man skeppa riktigt stora volymer. Med ”rimliga” volymbehov kan man kanske få leveranser redan efter årsskiftet. Priserna börjar kring fyra dollar.

Portabla professionella ljudprodukter använder idag Blackfinprocessorer. Liksom audio i fordon, hälsovårdsprodukter, kommunikationsteknik och militärteknik. Andra användningsområden är smart belysning, närvarosensorer, industriell bildbehandling, streckkodsläsare och biometriska sensorer.

Blackfin är en 16-bitare men stöder också 32-bitarsoperationer.