Freescale DSP56303

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP) DSP56303 — это очень известный и популярный 24-разрядный цифровой сигнальный процессор своего времени, который широко использовался в профессиональном аудиооборудовании.

Описание DSP56303

DSP56303 — это высокопроизводительный представитель семейства DSP56300, построенный на ядре DSP56300 core. Это полностью 24-разрядный DSP, оптимизированный для сложных алгоритмов цифровой обработки сигналов (ЦОС) с высочайшими требованиями к точности и динамическому диапазону. Его 24-разрядная архитектура данных и команд идеально подходила для аудиоприложений, где важна точность вычислений с плавающей запятой в фиксированной точке.

Ключевая сфера применения:

• Профессиональные аудиопроцессоры: ревербераторы, многополосные компрессоры, эквалайзеры (например, известные процессоры от TC Electronic, Lexicon, Behringer).
• Цифровые микшерные пульты.
• Телекоммуникационное оборудование: модемы, мультиплексоры.
• Обработка речи и изображений.

Основные архитектурные преимущества:

1. Чистая 24-битная архитектура: Все регистры данных, АЛУ и шины данных — 24-битные, что обеспечивает точность до 144 дБ динамического диапазона, критически важную для аудио.
2. Конвейеризация: Шестистадийный конвейер позволяет выполнять одну инструкцию за такт в большинстве случаев.
3. Высокоскоростная память: Внутренняя ОЗУ с доступом за один такт.
4. Параллельные операции: Возможность за один цикл выполнять операцию умножения-накопления (MAC), два перемещения данных и два обновления адресных регистров (технология AGU — Address Generation Unit).

Технические характеристики

• Ядро: DSP56300.
• Разрядность: 24-бит (данные и команды).
• Тактовая частота: до 100 МГц (наиболее распространены версии 80 МГц и 100 МГц).
• Производительность: 100 MIPS (миллионов инструкций в секунду) на частоте 100 МГц.
• Память:
  • Внутренняя программа (PROM): 4 Кслов × 24 бит (зашивается на заводе, не пользовательская).
  • Внутренняя программа (RAM): 4 Кслов × 24 бит.
  • Внутренние данные (RAM): 8 Кслов × 24 бит (может быть разделена на X и Y память для параллельного доступа).
  • Внешняя память: Адресное пространство до 16 Мслов × 24 бит.
• Периферия:
  • Порт Host Interface (HI): 8-битный параллельный интерфейс для связи с внешним хост-процессором (например, микроконтроллером).
  • 2 x Serial Audio Interfaces (ESSI): Каждый может быть сконфигурирован как I²S, Sony, AC'97 и др., для приема/передачи аудиоданных.
  • Serial Communication Interface (SCI): Асинхронный UART-подобный интерфейс.
  • 3 x Таймера.
• Напряжение питания: 3.3 В (ядро и PLL), 5 В (буферы ввода/вывода — что было удобно для интерфейса с более старыми 5В компонентами).
• Корпус: MQFP-144 (Plastic Quad Flat Pack) — самый распространенный вариант.
• Техпроцесс: 0.35 мкм (CMOS).

Парт-номера (Part Numbers)

Парт-номера формируются по схеме: DSP56303[Скорость][Температура][Корпус]

• DSP56303AG100 — 100 МГц, коммерческий температурный диапазон (0°C to 70°C), корпус MQFP-144.
• DSP56303AG80 — 80 МГц, коммерческий диапазон, MQFP-144.
• DSP56303AG66 — 66 МГц, коммерческий диапазон, MQFP-144.
• DSP56303AG60 — 60 МГц, коммерческий диапазон, MQFP-144.
• DSP56303AV100 — 100 МГц, расширенный/промышленный температурный диапазон (-40°C to 85°C), MQFP-144.
• DSP56303AV80 — 80 МГц, расширенный диапазон, MQFP-144.
• DSP56303FC100 — 100 МГц, коммерческий диапазон, корпус PBGA-144 (Plastic Ball Grid Array).
• DSP56303LC100 — 100 МГц, коммерческий диапазон, корпус TQFP-144 (Thin Quad Flat Pack).

Примечание: Наиболее распространенная и узнаваемая модель — DSP56303AG100 в корпусе MQFP-144.

Совместимые и альтернативные модели

Прямые аналоги и модификации в семействе DSP56300:

• DSP56301: Более простая версия с меньшим объемом внутренней памяти (2K PRAM, 4K XRAM, 4K YRAM). Прямой аналог по выводам и функционалу, кроме памяти. Подходит для замены, если приложение не использует всю память '303.
• DSP56309: Более новая и продвинутая версия. Имеет встроенную флеш-память программы (96K), работает на напряжении 2.5В/3.3В, частота до 150 МГЦ. Не является прямой заменой по выводам (корпус BGA-196), но программно совместим на уровне ядра.
• DSP56311: Еще более продвинутая модель с улучшенной периферией (больше ESSI, USB). Частота до 150 МГц. Программная совместимость.
• DSP56321 ("Eagle"): Флагман линейки. 140 МГц, расширенный набор инструкций, улучшенный конвейер. Максимальная производительность в семействе. Программная совместимость с оптимизациями.

Совместимые по корпусу и функционалу (от других производителей):

Прямых аналогов от других производителей с полной совместимостью не существует из-за уникальной 24-битной архитектуры и системы команд. Однако в тех же нишах работали:

• Analog Devices ADSP-21065L (SHARC): 32-битный процессор с плавающей запятой, использовался в конкурентных аудиоустройствах.
• Texas Instruments TMS320C54x: 16-битные DSP, доминировали в телекоме и мобильных устройствах.
• Motorola DSP56002: Предшественник семейства 563xx, 24-битный, но с другой архитектурой и системой команд. Не является совместимым.

Современные альтернативы (от NXP):

Семейство DSP563xx было заменено на более современные линейки:

• NXP DSP567xx: Развитие архитектуры 563xx с более высокой интеграцией и производительностью.
• NXP MC56F8xxx (Hybrid Controllers): DSC (Digital Signal Controllers) — гибриды DSP и микроконтроллера. Имеют преимущества в управляющей периферии, но могут уступать чистым DSP в вычислительной мощности для специфичных задач.
• Общие рекомендации: Для новых разработок в области аудио сегодня чаще выбирают процессоры на ядрах ARM Cortex-M4/M7/M33 с FPU и DSP-расширениями, либо специализированные DSP от Analog Devices (SHARC, SigmaDSP) или TI (C6000, C5000).

Вывод: DSP56303 — это классический, высокопроизводительный 24-битный DSP, оставивший заметный след в истории профессиональной аудиотехники. Его сильные стороны — чистая 24-битная архитектура, высокая для своего времени частота и проверенная надежность в готовых изделиях.