隨著無(wú)人機(jī)（UAV）、聲納、雷達(dá)、信號(hào)情報(bào)（SIGINT）以及軟件定義無(wú)線電（SDR） 等波形密集型應(yīng)用中的信號(hào)處理需求不斷攀升，多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）內(nèi)核的使用已成為重要的實(shí)現(xiàn)手段。多核功能與不斷豐富的IP內(nèi)核及開(kāi)發(fā)工具相結(jié)合可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的系統(tǒng)架構(gòu)。所有這些應(yīng)用都需要多核DSP來(lái)滿足關(guān)鍵任務(wù)行業(yè)的各種需求，其中包括更強(qiáng)大的功能性（更快的處理速度）、更精細(xì)的分辨率以及更高的精度。過(guò)去，處理器性能的改善是通過(guò)工藝節(jié)點(diǎn)升級(jí)及提高運(yùn)行時(shí)鐘頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然而，發(fā)展小型工藝節(jié)點(diǎn)和提高時(shí)鐘頻率并不是提高性能的低功耗捷徑。在單個(gè)裸片中集成多核的這個(gè)方法可在更低的時(shí)鐘頻率及功耗下實(shí)現(xiàn)所需的高性能。
　　多核DSP以片上系統(tǒng)（SoC）形式設(shè)計(jì)，包含網(wǎng)絡(luò)協(xié)處理器、安全加速器或FFT加速器等功能。為了滿足軍事應(yīng)用的性能與成本需求，多核DSP應(yīng)：
　　1. 支持混合執(zhí)行引擎（內(nèi)核）、矢量信號(hào)處理（VSP）以及更少的指令集計(jì)算（RISC）；
　　2. 提供全面的多核優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)器件提供的全部功能；
　　3. 由一系列器件組成，支持縮放與重復(fù)使用。
　　當(dāng)前的多核器件或采用同質(zhì)內(nèi)核，即所有處理內(nèi)核都是相同的；或采用異質(zhì)內(nèi)核，即器件由不同類(lèi)型的內(nèi)核組成。幾乎所有應(yīng)用都需要混合搭配的處理功能來(lái)滿足行業(yè)需求。從開(kāi)發(fā)人員角度看，重點(diǎn)是支持同質(zhì)內(nèi)核，因?yàn)楫愘|(zhì)系統(tǒng)架構(gòu)可通過(guò)同質(zhì)器件創(chuàng)建。反之，如果不犧牲性能就很難實(shí)現(xiàn)。圖1（下圖）是作為異質(zhì)多核架構(gòu)實(shí)例的德州儀器 （TI） KeyStone多核架構(gòu)。
　　
　　圖1：德州儀器KeyStone多核架構(gòu)
　　TI KeyStone多內(nèi)核架構(gòu)擁有高度的靈活性，可同時(shí)集成定點(diǎn)與浮點(diǎn)運(yùn)算、定向協(xié)處理與硬件加速，以及優(yōu)化的內(nèi)核間/組件間通信。此架構(gòu)包括多個(gè) C66x DSP 內(nèi)核，能夠支持高達(dá) 256 GMAC 的定點(diǎn)運(yùn)算性能以及 128GFLOP 的浮點(diǎn)運(yùn)算性能。另外，此架構(gòu)還包括綜合而全面的連接功能層：TeraNet2 能夠與各種處理組件無(wú)縫互連；多內(nèi)核共享內(nèi)存控制器能直接接入片上共享存儲(chǔ)器與外部第三代雙倍數(shù)據(jù)速率 （DDR3） 存儲(chǔ)器；多內(nèi)核導(dǎo)航器可助于管理整個(gè) SoC 架構(gòu)的通信；以及 HyperLink 50 可與額外的協(xié)處理器或其他 TI SoC 等同伴器件實(shí)現(xiàn)互通互連。部分此類(lèi)關(guān)鍵處理組件可在 TI SoC 上實(shí)現(xiàn) LTE L2 與傳輸處理。多核DSP支持的并行處理功能可為要求嚴(yán)格的軍事應(yīng)用提供重要功能。雷達(dá)要求更快的FFT響應(yīng)時(shí)間，根據(jù)FFT要求，開(kāi)發(fā)人員可使用器件中的所有內(nèi)核或部分內(nèi)核滿足FFT的實(shí)施需求。如果FFT的性能使用部分內(nèi)核即可實(shí)現(xiàn)，其它DSP內(nèi)核則可執(zhí)行系統(tǒng)中的信號(hào)預(yù)處理或后處理，或者其它任務(wù)。圖2所示即為并行FFT示例。采用可充分發(fā)揮多核優(yōu)勢(shì)的軟件工具可為正在進(jìn)行的設(shè)計(jì)判定最佳內(nèi)核配置（內(nèi)核數(shù)量）。這樣開(kāi)發(fā)人員就可高度靈活地滿足多重應(yīng)用需求。
　　
　　圖2：4 DSP并行FFT實(shí)施
　　多核DSP目前正處于快速發(fā)展階段。德州儀器等半導(dǎo)體公司提供的最新多核DSP采用通用架構(gòu)，不但可幫助開(kāi)發(fā)人員重復(fù)使用軟件，而且還可為設(shè)備制造商節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間。多核DSP正在成為聲納、雷達(dá)、SIGINT以及SDR應(yīng)用的主要差異化因素，并正在為當(dāng)前及未來(lái)信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)令人振奮的全新系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。
?