Freescale DSPB56371AF150

Отличный выбор! Freescale (ныне NXP) DSPB56371AF150 — это высокопроизводительный 24-разрядный цифровой сигнальный процессор семейства 56300, ориентированный на профессиональные аудиоприложения и системы с требовательной обработкой сигналов в реальном времени.

Краткое описание

DSPB56371AF150 является флагманской моделью в линейке 56371. Его ключевая особенность — оптимизированная архитектура Harvard с тремя независимыми шинами данных и одной шиной программ, что позволяет выполнять несколько операций за один тактовый цикл. Процессор создан специально для задач, требующих высокой точности и вычислительной мощности:

• Профессиональное аудиооборудование: микшерные пульты, процессоры эффектов (ревербераторы, динамическая обработка), усилители с цифровой обработкой (DSP-усилители).
• Цифровые системы звука: системы публичного оповещения (PA), конференц-системы, мультимедийные интерфейсы.
• Телекоммуникационное оборудование: VoIP-шлюзы, мультиплексоры, системы шумоподавления и эхокомпенсации.
• Промышленные системы управления: высокоскоростной контроль и обработка данных.

Чип сочетает в себе мощное DSP-ядро, расширенный набор периферии и большие объемы встроенной памяти.

Технические характеристики

1. Ядро и производительность:

• Архитектура: 24-разрядная, семейство Freescale 56300 (совместимо с 56000).
• Тактовая частота: 150 МГц (указано в маркировке AF150).
• Производительность: До 150 MIPS (миллионов инструкций в секунду).
• Разрядность данных: 24-разрядные данные и арифметика, 56-разрядный аккумулятор для предотвращения переполнения.
• Параллелизм: Выполнение одной инструкции перемещения данных и одной инструкции ALU/MAC за один цикл.

2. Память:

• Внутренняя ОЗУ (SRAM):
  • 24 КБ программной памяти.
  • 24 КБ данных памяти X.
  • 24 КБ данных памяти Y.
  • Всего: 72 КБ быстрой внутренней SRAM.
• Внутренняя ПЗУ (ROM): 16 КБ (содержит загрузчик Bootstrap).
• Внешняя память: Интерфейс для подключения до 4 МБ внешней SRAM, Flash или SDRAM (порт адреса/данных, отдельные сигналы управления).

3. Периферийные интерфейсы:

• Порты ввода/вывода общего назначения (GPIO): До 50 программируемых линий.
• Последовательные интерфейсы связи:
  • 3 x ESAI (Enhanced Serial Audio Interface): Высококачественные синхронные аудиопорты для подключения ЦАП/АЦП, цифровых приемопередатчиков (I2S, AC97, сетевые аудиоинтерфейсы). Поддерживают до 32 каналов.
  • 2 x SCI (UART): Асинхронные последовательные порты для связи с ПК или другими устройствами.
  • 1 x SPI (Serial Peripheral Interface): Высокоскоростной синхронный порт для подключения периферии (EEPROM, датчики, ЦАП).
• Таймеры: 2 программируемых таймера.
• Порт Host Interface (HI08/HI16): 8/16-битный параллельный интерфейс для простого подключения к главному процессору (хост-контроллеру) или периферии (например, к микроконтроллеру управления).
• Контроллер прерываний: Векторный, с поддержкой до 63 источников прерываний.

4. Системные характеристики:

• Напряжение питания: 3.3 В (ядро и периферия).
• Тип корпуса: BGA (Ball Grid Array), 160 выводов.
• Температурный диапазон: Промышленный (Industrial), обычно от -40°C до +85°C.
• Техпроцесс: CMOS.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Основной парт-номер — DSPB56371AF150. Однако он может иметь различные суффиксы, указывающие на тип корпуса, температурный диапазон или вариант поставки:

• DSPB56371AF150R2 — вероятно, обозначение для Tape & Reel (поставка в барабане для автоматического монтажа).
• DSPB56371AF150M — может указывать на расширенный температурный диапазон.
• Базовый чип: MC56B371 (кремниевое обозначение ядра).

Важно: После приобретения Freescale компанией NXP часть нумерации могла измениться. Рекомендуется искать по обоим названиям.

Совместимые и альтернативные модели

1. Прямые аналоги и варианты в семействе:

• DSPB56371AF100 / DSPB56371AF120 — аналогичные процессоры с частотой 100 МГц и 120 МГц соответственно. Имеют идентичную периферию и корпус, но меньшую производительность.
• DSPB56367 / DSPB56369 — младшие модели семейства с меньшим объемом внутренней памяти (например, 36 КБ ОЗУ вместо 72 КБ) и, возможно, урезанной периферией. Прямые замены с понижением при нехватке ресурсов.
• DSPB56374 / DSPB56375 — более новые модели в семействе, могут иметь дополнительные интерфейсы (например, USB) или улучшенные характеристики.

2. Совместимые по выводам (Pin-to-Pin) и архитектуре:

• DSPB56371AF150 имеет полную программную совместимость со всем семейством DSP 56300/56000. Код, написанный для 56371, с минимальными изменениями будет работать на других чипах этого семейства при условии наличия аналогичной периферии.
• По выводам (BGA-160) часто совместимы с младшими моделями (например, 56367AF150), но требуется обязательная проверка datasheet и pinout, так как функции некоторых выводов могут отличаться.

3. Современные альтернативы от NXP: Семейство 56300 считается legacy (устаревшим, но все еще производимым). NXP предлагает более современные и энергоэффективные платформы:

• i.MX RT серия (Crossover Processors): Например, i.MX RT1064. Микроконтроллеры с ядром Arm Cortex-M7, работающие на частотах 600+ МГц, с поддержкой аудиопериферии (SAI, I2S). Имеют значительно большую производительность и более современные интерфейсы (USB, Ethernet). Требуют перехода на архитектуру Arm.
• DSC (Digital Signal Controllers): Семейство MC56F8xxxx. Сочетают в себе DSP-производительность и возможности MCU. Более дешевый и простой в разработке вариант для новых проектов.

Заключение

Freescale DSPB56371AF150 — это проверенный временем, мощный и специализированный DSP для аудио и высокопроизводительных задач. Его сильные стороны — надежная архитектура, большая внутренняя память и богатая аудио-периферия (ESAI). Он остается хорошим выбором для поддержки и модернизации существующего оборудования. Однако для новых разработок рекомендуется рассматривать более современные продукты NXP на ядрах Arm, которые предлагают лучшее соотношение производительности, энергопотребления и стоимости.