TigerSHARC

A TigerSHARC egy mikroprocesszor-család, amelyet jelenleg az Analog Devices, Inc. (ADI) gyárt. Az első ilyen processzort 1998 októberében mutatták be.

A TigerSHARC processzorok nagy teljesítményű digitális jelfeldolgozók, amelyek különösen alkalmasak hang- és videofeldolgozásra és -átvitelre. A DSP-k (digitális jelprocesszorok) újabb generációjához tartoznak, melynek alapvető jellemzője az elődeinél magasabb integrációs szint. Ezek párhuzamos, vektor-orientált processzorok, egyetlen magban több végrehajtó egységet tartalmaznak, valamint mély végrehajtási futószalagot. A TigerSHARC processzorokban a hagyományos DSP architekturális elemeket a RISC, VLIW és SIMD technológiákkal kombinálják.

A processzor elnevezésében a „SHARC” a Super Harvard ARChitecture kifejezés rövidítése, ami a módosított Harvard-architektúrára utal, amit a processzorban megvalósítottak. Ebben a kialakításban az adatmemória teljesen elkülönül a programmemóriától, miközben a programok egy harmadik, átmeneti adatmemória-területet is elérnek és használhatnak. Emellett a processzormag az utasításokat egy beépített utasítás-gyorsítótáron keresztül kapja.^[1]

Megvalósítás

A TigerSHARC architektúra első megvalósítása az ADSP-TS001 jelű csip. Ez 0,25 mikronos, öt fémrétegű folyamattal készült, a mag órajele 150 MHz. Ez a processzor 900 MFlops (109 lebegőpontos művelet másodpercenként) egyszeres pontosságú lebegőpontos teljesítményt nyújt, vagy 3,6 GOPS (109 művelet másodpercenként) 16 bites fixpontos aritmetikai teljesítményt, és folyamatosan fenntartja a 7,2 Gbyte/másodperc belső adatátviteli sávszélességet.^[2]

Ez a megvalósítás számos, az általános célú számítástechnikában használatos mechanizmust is tartalmaz, amelyeket ritkán alkalmaznak valós idejű beágyazott processzorokban és DSP-kben. A felépítés legfontosabb jellemzői a következők:

regiszter-alapú betöltő-tároló (load-store) architektúra, statikus szuperskalár utasításkiküldési mechanizmussal, amelyben az utasítás-szintű párhuzamosság (ILP) a futási idő előtt kerül meghatározásra a programozó és a fordítóprogram által vezérelt módon;
nagymértékben párhuzamos, rövid vektoralapú memóriaarchitektúra;
több adattípust támogat, ezek között a 32 bites IEEE egyszeres pontosságú lebegőpontos és 16 bites fixpontos típusokat, részleges támogatással 8 bites fixpontos ábrázoláshoz;
párhuzamos aritmetikai utasítások két lebegőpontos szorzás-összeadás (multiply-accumulate, MAC) művelethez vagy nyolc 16 bites MAC-hoz ciklusonként, SIMD végrehajtási mechanizmussal;
nyolc fokozatú, teljesen megszakítható futószalag, állandó két ciklusos késleltetéssel minden aritmetikai és betöltő/tároló műveletnél, valamint 128 elemű, négyutas csoportasszociatív elágazási célpufferrel (branch target buffer, BTB); és
128 architekturálisan látható, teljesen összekapcsolt regiszter négy ortogonális regiszterfájlban.^[2]

Programozás

A processzorok assembler és a C nyelven programozhatóak.

Az ADI ADSP-TS201S processzorát a CROSSCORE szoftver támogatja, és rendelkezésre állnak hardverfejlesztő eszközök, így emulátorok és a VisualDSP++ fejlesztői környezet. A VisualDSP++ Kernel (VDK) magában foglalja az ütemezési és erőforrás-kezelést, és önmagában egy valós idejű operációs rendszer (RTOS). Az ADI DSP emulátorai az ADSP-TS201S processzor IEEE 1149.1 JTAG tesztportját használják.^[3]^(p8/11)

Modellek

ADSP-TS101S

Órajele 300 MHz, 6 Mbit on-chip SRAM memóriával rendelkezik, 2,4 milliárd 40 bites MAC-et vagy 600 millió 80 bites MAC-et végez másodpercenként

ADSP-TS201S

Órajele 600 MHz, 24 Mbit lapkára épített memória, és 4,8 milliárd MAC másodpercenként, 14 DMA csatorna

ADSP-TS202S

Órajele 500 MHz, 12 Mbit lapkára épített memória

ADSP-TS203S

Órajele 500 MHz, 4 Mbit lapkára épített memória^[4]

Alkalmazása

Vezeték nélküli kommunikáció: 3G cellás és széles sávú vezeték nélküli bázisállomások. Védelmi ipar, orvosi képalkotás és ipari műszerek területén; például az orvosi képalkotásban: nagy mennyiségű képi adat valós idejű feldolgozása. A nagy teljesítményű számítástechnika területén főleg összetett jelfeldolgozási feladatok megoldására való képessége miatt, jel- és képfeldolgozási feladatokban, biztonsági és felügyeleti rendszerekhez alkalmazzák.

Jegyzetek

↑ Juwal Bose (2020). "TigerSHARC Processor" (docx). Seminar Report (angol nyelven). SeminarTopics.INFO. Hozzáférés: 2025. július 1. {{cite web}}: Unknown parameter |month= ignored (súgó)
1 2 IEEE Micro, 2000
↑ TI, 2012
↑ ADI, 2025

Források

↑ IEEE Micro, 2000: Jose Fridman; Zvi Greenfield (2000). "The TigerSHARC DSP Architecture" (pdf). in: IEEE Micro (Volume: 20, Issue: 1, Jan.-Feb. 2000) (angol nyelven). IEEE. 66–76. o. doi:10.1109/40.820055. {{cite web}}: Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (súgó); Unknown parameter |month= ignored (súgó)CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
↑ ADI, 2025: "TigerSHARC Processor Architectural Features" (angol nyelven). Analog Devices. 2025. Hozzáférés: 2025. július 1.
↑ TI, 2012: Mukesh Kumar (2012). "Comparing TI's TMS320C6671 DSP with ADI's ADSP-TS201S TigerSHARC® Processor" (pdf) (angol nyelven). Texas Instruments. Hozzáférés: 2025. július 1. {{cite web}}: Unknown parameter |month= ignored (súgó)

További információk

A TigerSHARC processzor honlapja
"TigerSHARC DSP Hardware Specification" (pdf) (angol nyelven). Analog Devices, Inc. 2002. Hozzáférés: 2025. július 1.

Kapcsolódó szócikkek

Informatikai portál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

[ts.1-1] Juwal Bose (2020). "TigerSHARC Processor" (docx). Seminar Report (angol nyelven). SeminarTopics.INFO. Hozzáférés: 2025. július 1. {{cite web}}: Unknown parameter |month= ignored (súgó)

[IEEE_Micro,_2000_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_--2] 1 2 IEEE Micro, 2000

[TI,_2012_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_--3] TI, 2012

[ADI,_2025_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_--4] ADI, 2025

[1]

[2]

[3]

[4]