基于ADSP-TS201S的多DSP并行系統設計
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2 DSP芯片選型
根據系統的性能要求，通過比較各種高性能DSP處理器，并著重對構成并行處理系統的性能和便捷性進行分析，確定選用AD公司的ADSP Tiger SHARC系列處理器中的TS201S組成多DSP并行系統。因為該系列的處理器在構成并行處理系統時其本身就提供了實現互連所需的片內總線仲裁控制和特有的鏈路口，可以以各種拓撲結構互連DSP，滿足大運算量和片間通信靈活的要求。此外，選用ADSP Tiger SHARC還可以降低外圍設計的復雜度，增強系統的穩(wěn)定性。
TS201S芯片(600 MHz)主要性能指標：
(1)運行速度：1．67 ns指令周期；每周期可執(zhí)行4條指令；
(2)DSP內部有2個運算模塊，支持的運算類型有：32 b和40 b浮點運算；8 b，16 b，32 b以及64 b定點運算；
(3)每秒可執(zhí)行12×109次16 b定點運算或3．6×109次浮點運算；
(4)采用單指令多數據(SIMD)模式，每秒可提供4．8×109次的40 b乘加運算；
(5)外部總線DMA傳輸速率1．2 GB／s(雙向)；
(6)4個鏈路口，每個鏈路口最高提供1．2 GB／s的傳輸速率，可同時進行DMA傳輸；
(7)多處理器處理能力，具有支持多處理器無縫連接的片內仲裁邏輯，多處理器采用統一尋址的方式訪問，可以通過簇總線(ClusterBus)或鏈路口(Link Ports)方便地構成多處理器系統。
(8)片上SDRAM控制器，片上DMA控制器(提供14條DMA通道)。
3 DSP并行處理結構設計
ADSP-TS201S之間的數據傳輸通道可選擇的方式有如下兩種：高速鏈路口(LINK)方式和高速外部總線口(簇總線)。因此，由多ADSP- TS201 S組成的DSP并行處理系統從數據傳輸方式來看，不外乎有以下三種模型：高速鏈路口(LINK)耦合模型；高速外部總線口(簇總線)耦合模型；高速鏈路口 (LINK)與高速外部總線口(簇總線)混合耦合模型。
3．1 基于鏈路口的多DSP并行處理系統
在這種連接方式下，各DSP用LINK口連接在一起，進行通信控制和數據交換，系統結構簡單、連線少、可擴展性強，在DSP具有多個 LINK口的情況下，可靈活組成線型、星型、環(huán)型、網絡型或超立方體型等多種拓撲結構。ADSP-TS201S具有4個全雙工的鏈路口通信端口。一個鏈路 口單向通信包含4位數據加上時鐘與握手信號一共12條引線，雙向共要24條引線。在內核時鐘為600 MHz時，單向數據傳輸率最高可達600 MB／s，雙向數據傳輸率可達1．2 GB／s，由于鏈路口通信是點對點的，所以具有很高的傳輸可靠性，但在傳輸數據時的共享性不如總線形式。
3．2 基于共享總線的多DSP并行處理系統
共享總線就是系統中所有DSP的外部總線(地址、數據和訪問控制總線)都直接連接在一起，各DSP片內存儲器和寄存器以及掛接在總線上的 外部存儲器、外設都作為共享資源被各個DSP訪問。ADSP-TS201S的外部總線為32 b，數據總線可以配置成32 b或者64 b。外部端口的運行速度最高可以到125 MHz，數據吞吐量可以高達1 GB／s。為了與不同外部設備連接，ADSP-TS201S外部端口支持快速(流水線)、慢速和SDRAM協議。且支持以DMA方式進行數據傳輸。另 外，ADSP-TS201S并行總線的最大特點是它具有無縫連接能力，無論是與SRAM、SDRAM、還是與處理器連接，只需要將相應管腳對應連接就能簡 單方便的構成一個最多由8個DSP構成的多處理器系統，充分共享8個DSP的內部資源和外部的EPR-OM，SRAM，SDRAM等資源。
3．3 基于外部總線共享和鏈路口混合耦合的多DSP并行處理系統
為兼顧數據速率、資源共享、易于控制以及DSP之間通信靈活等方面，在本設計中采用混合耦合模型的并行處理系統。將4個ADSP-TS201S的總線口都 相互連接好，各DSP的高速鏈路口也都相連，建立DSP到DSP的點對點通道與DSP間資源共享的工作塊模式。4片SDRAM中，每兩片擴展連接成64 位，掛接到64位數據總線上，2片FLASH也通過總線訪問?？刂瓶偩€連接到FPGA，由FPGA統一控制4片DSP之間以及DSP與外部存儲器之間的數 據傳輸。4片DSP的工作塊連接方式如圖2所示。本文引用地址：http://2s4d.com/article/151299.htm
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