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SAM V71在汽车音频中的真实数字信号处理性能如何?

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与SHARC21489相比,集成(到Cortex-M7内核)的浮点单元(FPU)DSP使用2倍数量的时钟周期。


正在考虑为下一个汽车娱乐应用选择基于ARMCortex-M7的Atmel SAM V70/71?考虑这款产品有三大理由:Cortex-M7(300Mhz)的时钟速度、FPU DSP的集成和最后但同样重要的,SAMV70/71已经通过了汽车应用认证。如果深入了解SAMV70/71的功能列表,会发现这款MCU有若干版本,分别集成了容量为512KB、1024KB或2018KB的闪存。如果进行对比,会发现这款MCU是唯一支持2MB闪存选项、已通过汽车应用认证且 CoreMark评分高达1500分的Cortex-M7,这都归功于300MHz的时钟速度,在这方面,最有力的竞争对手也只达到了240MHz和 1200的CoreMark评分。




其实,让SAMV70/71显得如此与众不同的是它的FPUDSP性能。让我们为新手解释得更清楚一点,如果单纯追求DSP性能,您可以轻而易举地找到能够达到更高性能的标准DSP芯片。以AnalogDevice AD21489或Blackfin70x系列为例。然而,汽车市场不仅要求苛刻,对成本也十分敏感。

想想这个简单的计算:如果选择AD21489DSP,您必须添加外部闪存和MCU,这样一来,总物料清单成本将是SAMV71价格的4-5倍。(让我们也把AD21489当做性能方面的参照物,检查第三方DSP专家DSPConcept提供的DSP基准测试结果。)



在分析测试结果之前,我们需要对情境进行描述:

  • 在256个式样区组上进行有限脉冲响应(FIR)测试
  • 用时钟周期表示测试结果(越小越好)
  • 除了Blackfin,所有DSP均为浮点型
  • 使用AudioWeaver测量时钟周期数


为了对此做出进一步阐释,把FIR用于构建均衡滤波器——抽头数量越多越好。通过观察“50抽头”的基准测试结果,我们会发现SAMV71(基于 Cortex-M7)的时钟周期达到22,734(约超出SHARC21489的三倍)。毫不意外地,Cortex-M4需要多50%的时钟周期,但您必须集成一个Cortex-A15才能取得较好的效果,同样地,Cortex-A8和Cortex-A9分别需要多30%和40%的时钟周期。再看标准的 AnalogDevices Blackfin DSP,只有70x系列高出35%,53x低了30%。

现在,如果想要构建一个图示均衡器,您必须运行Biquad。例如,构建一个8信道、6阶的图示均衡器时,您的DSP必须运行48Biquad。



再次描述情境:

  • 56个式样区组上进行Biquad测试
  • 用时钟周期表示结果(越小越好)
  • 除了Blackfin,所有DSP均为浮点型
  • 使用AudioWeaver测量时钟周期数


其实,测试结果与FIR基准测试结果非常相似:只有Cortex-A15和SHARC21489的性能较好。与SHARC21489相比,集成(到 Cortex-M7内核)的FPUDSP需要两倍的时钟周期数。如果对性价比进行比较,集成到SAMV71的Cortex-M7便宜50%。如果想要构建高性能家庭影院系统,选择SHARCDSP当然是情理之中的,但如果目标是汽车,选择集成有闪存(512KB-2MB)和全功能MCU的FPU DSP更为有效。

Atmel SAMV71专门用于支持汽车信息娱乐应用,提供Dual CAN和Ethernet MAC支持。其他值得注意的规格包括:

  • 10/100Mbps,支持IEEE1588协议
  • 12KB SRAM + DMA
  • 带Qav & QasHW支持的AVB支持,用于音频通信支持
  • 802.3az能效支持
  • Dual CAN-FD
  • 多达64个基于SRAM的邮箱
  • 从睡眠中醒来或RX/TX的唤醒模式


别忘了,构造一个汽车应用高端收音机时,仍需为EthernetMAC和AVB支持预留空间……更为重要的是,SAM V71仅消耗68%的DSP资源,给AVB和EthernetMAC留下了足够的空间。

感兴趣吗?单击探索Atmel | SMART SAM V ARM Cortex-M7系列。更多DSP基准详情参见DSP Concept官网。


经SemiWiki.com (EricEsteve是SemiWiki.com的主要博主和四个创始成员之一)许可,本贴已被转载。这篇博文于2015年5月6日首次发表在SemiWiki上。

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