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微控制器DSP/FPU硬件加速芯片整合

导读: 微控制器(MCU)深入人们应用生活,几乎大小设备都看得到MCU踪影,在MCU导入DSP数位讯号处理器、FPU浮点运算单元功能后,MCU更大幅扩展元件可适用范围,这几年来,在众多MCU大厂纷纷针对旗下商品推出多样整合方案,不管是产品策略还是市场区隔,也让MCU市场更加丰富多元...

  OFweek电子工程网讯:微控制器(MCU)深入人们应用生活,几乎大小设备都看得到MCU踪影,在MCU导入DSP数位讯号处理器、FPU浮点运算单元功能后,MCU更大幅扩展元件可适用范围,这几年来,在众多MCU大厂纷纷针对旗下商品推出多样整合方案,不管是产品策略还是市场区隔,也让MCU市场更加丰富多元...

  MCU(Microcontroller Unit)深入生活应用是不容易质疑的趋势,尤其是MCU在功能优化或市场区隔目的下,进行DSP(digital signal processor)数位讯号处理器或FPU(Floating Point Unit)浮点运算单元功能整合,使得MCU的可应用场域大幅扩展。

  MCU整合FPU可以在进阶数值运算的精密度大幅提升、处理效能也能获得改善。

  针对IoT应用开发的MCU方案,整合DSP可优化感测器数据撷取品质与提升信号处理效能。

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  如果以FPU或DSP导入目的,一般在MCU中追加FPU、DSP整合架构,主要目的还是在考量成本下的设计方向,尤其在早期半导体元件,SOC(System on Chip)系统单晶片与MCU存在一段价格差距,如果仅需要SDP或FPU进行运算加速,又不想选用高单价SOC,这时整合DSP或FPU硬体加速单元的MCU产品、不仅可以更好的提供运行效能,同时又能在成本控制上表现更加优异。

  MCU整合晶片封装成本骤降 增加MCU功能扩充应用空间

  以早期的SOC产品来看,搭载DSP与FPU硬体加速器是SOC产品的重要特性,其中DSP与FPU的应用方向主要以音讯、影像等处理加速运算为主,而在制程技术持续优化,SOC的成本逐步与MCU拉近,MCU在32位元甚至64位元架构下,也开始有结合DSP或是FPU硬体加速单元的解决方案。

  先看看MCU加上硬体加速单元的优点,在MCU追加FPU导入,最直接的效益是早期利用MCU处理类似FPU运算内容,会因为MCU本身的运算架构限制,让运算结果得出时间会相对拉长,而在导入硬体加速器处理浮点运算时,因为硬体呼叫或是资料传递就能透过硬体算出数据,MCU本身耗在浮点运算的记忆体资源可以因硬体加速整合减少至少10%。

  当然,从目的性来看,不管MCU有无整合FPU硬体加速单元,浮点运算需求使用MCU现有的运算能力也能得出结果,只是前提是计算过程会耗用较多运算时间与硬体资源,对于可等待、无需提供即时反应的系统自然可以不考虑整合FPU的MCU方案,但若是对系统效能、回馈反应速度要求高的整合需求,MCU结合FPU的效益提升不仅仅是运算资源耗用优化、节能优势等效果,反而是加快系统回应与效能提升的效用,才是MCU结合FPU硬体加速最直接、重要的功能改进,也让MCU可以因应更高复杂度的整合工作。

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责任编辑:Alvin
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