用Data Fusion IP Subsystem提高物聯網應用的速度
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本文闡述了如何利用那些針對高效DSP性能和超低功耗特性進行過優化和驗證的高度集成化數據融合子系統來幫助客戶加速開發性能好、成本優化的物聯網系統，并加快其推向市場的速度。
傳感器融合到數據融合
把多個基礎傳感器原件結合起來以獲取更高維度數據的功能，稱為傳感器融合。例如，把加速計、指南針和陀螺儀的輸入結合起來跟蹤3D運動，這種功能在現代智能手機中司空見慣。由于半導體供應商推行把傳感器接口集成到很多系統級芯片（SoC）里，有傳感器融合技術的系統數量持續暴增。
除了基礎的傳感器數據處理外，現今的物聯網應用需要集成越來越多的功能，比如需要支持語音和手勢識別、音頻回放和基本的圖像檢測。實現這些功能需要較高的DSP處理能力，但是同時又必須盡可能降低功耗。數據融合已經成為對諸如可穿戴個人健康與健身設備、無線耳機與音箱之類的物聯網邊界設備的標準要求。
集成化子系統的優勢
集成化水平提高的優勢在于可以把芯片廠商的產品區分開來。現在典型的“集成化”解決方案涉及到把各種數據資源的接口合并到一個類似微控制器的架構里。如圖1所示，該架構一般包括一個CPU，它通過片上總線連接到外設接口（ADC、SPI、I2C）和片上存儲器（ROM、RAM、eFlash）。處理器與標準總線（一般是基于AMBA的總線）相連，所有外部設備則連接到總線上。由于總線延遲和總線上要進行數據通信，處理器與外部設備的數據傳輸要用三至七個或者更多個時鐘。從性能和功耗的角度來看，效率就很低。
圖1：獨立實現系統與集成化子系統
與基于總線的一般系統相比，配備DesignWare? ARC? EM處理器的集成化IP子系統優勢很明顯，它既能簡化集成，又能減少片上延遲，降低功耗。
ARC EM處理器具備業界領先的功耗/性能效率比——延長對物聯網邊界設備至關重要的電池使用壽命。ARC EM DSP處理器在基礎RISC處理器基礎上添加了DSP指令和MUL/MAC硬件，使其具備語音或手勢識別和音頻回放等實時響應功能。此外客戶可以選配FPU、MPU、microDMA，做到靈活的產品實現。
基于ARC處理器的子系統實現用寄存器傳輸指令替換了對I/O外設的訪存類指令，從而可以不使用片上總線接口。外設寄存器復用ARC處理器輔助寄存器的總線映射，把I/O外部設備接口的功能有效地植入CPU內部，就可以淘汰各種總線和橋接器。指令存儲器和數據存儲器也都可以通過類似的方式與處理器緊密集成，從而淘汰外部總線，減少訪問延遲。
ARC處理器和子系統還支持向內核添加任意硬件擴展的組合：CPU擴展寄存器、輔助擴展寄存器或內存映射塊。設計人員還可以添加32位自定義指令。
終端用戶利用這些高級配置和擴展理念可以創造出高度優化的產品實現。
緊密集成的DMA改善了功耗和性能
諸多子系統可配置選項中有一個緊密集成的mircorDMA引擎。該DMA控制器可以使外設和其它系統資源不經過CPU獨立訪問內存，甚至在處理器處于休眠模式下。這樣可以真正做到節省CPU時鐘周期和動態功耗。
為了量化它的價值，我們對比了使用ARC EM處理器的兩個基礎子系統：其中一個有緊密集成的DMA，一個沒有。用一個集成在子系統上的SPI外部設備把一條1800字節的信息傳送到環回模式（主發射機Tx -》 主接收機Rx）。兩個子系統的CPU時鐘頻率均設為10MHz，指令和數據存儲器（ICCM & DCCM）都是32 KB，測量兩種情況的有效時鐘周期和動態功耗。
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