Dsp asincroni a basso consumo

DSP –

La canadese Octasic presenta due nuovi dispositivi multicore basati sulla seconda generazione del proprio Dsp ad architettura asincrona. I chip, rivolti principalmente ai media gateway e agli apparati delle reti wireless, si caratterizzano per un consumo particolarmente ridotto.

Niente clock, niente tempi di “setup and hold”, soltanto procedure di handshake tra i diversi blocchi del chip: l'architettura asincrona offre indubbiamente una serie di vantaggi, che si traducono anche in un minor consumo di energia rispetto ai tradizionali dispositivi sincroni. È questa, almeno, la posizione sostenuta da Octasic, società fabless canadese che tre anni fa ha appunto realizzato un “core” Dsp asincrono. “Abbiamo potuto scegliere questo tipo di architettura perché siamo partiti da zero, a differenza di altri produttori di Dsp che invece sono vincolati a prodotti preesistenti”, spiega James Awad, il product manager che si occupa dei nuovi dispositivi. Oggi il Dsp sviluppato da Octasic, che porta il nome di Opus, è giunto alla seconda generazione e la società canadese ha deciso di sfruttarlo per realizzare una nuova famiglia di dispositivi multicore a basso consumo rivolta principalmente ai media gateway e agli apparati delle reti wireless. I primi membri della serie, denominata OCT2200, contengono ventiquattro core e un sottosistema Arm opzionale.

Il core Dsp Opus2
Stando ai dati diffusi da Octasic, il core Opus2 offre prestazioni equivalenti a quelle di un Dsp sincrono con clock di 1,2-1,5 GHz, ma rispetto a quest'ultimo assorbe solo un terzo della potenza ed occupa la metà dello spazio, in termini di area del die. Opus2, inoltre, emette meno disturbi elettromagnetici, è meno sensibile alle variazioni di temperatura e tensione e sopporta meglio la variabilità del processo produttivo. Per migliorare ulteriormente l'efficienza nelle applicazioni wireless, il nuovo core asincrono è stato anche dotato di istruzioni ottimizzate per gli algoritmi del livello fisico e livello Mac delle tecnologie W-Cdma e Ofdma. I dispositivi multicore basati su Opus2 possono raggiungere un rapporto consumo/prestazioni di 55 milliwatt per Gmac, un dato riferito al caso peggiore per quanto riguarda le condizioni di temperatura, tensione di alimentazione e variabilità del processo produttivo.

I dispositivi della serie OCT 2200
Le peculiarità del core Opus2 si riflettono ovviamente sui dispositivi appartenenti alla famiglia OCT2200, che infatti raggiungono prestazioni di oltre 30 Gmac con un consumo dei core inferiore a 1,8 watt. Un altro aspetto caratterizzante dei nuovi chip è la ricca dotazione di interfacce, che comprende Serial Rapid I/O, PCI Express, Serial Gigabit Ethernet (SGMII), Usb, oltre a varie interfacce per antenne, per smart card e per flussi vocali seriali (TDM). I due membri della famiglia finora annunciati sono OCT2224M, per applicazioni di media processing, e OCT2224W, per elaborazioni in banda base rivolte ai sistemi wireless. Il primo dei due dispositivi offre prestazioni sufficienti a ottocento canali vocali, oppure alla codifica contemporanea di due flussi video 1080p con un consumo complessivo di 3,5 watt, senza necessità di un acceleratore hardware. Tra le sue possibili applicazioni sono compresi anche i sistemi di videoconferenza, videosorveglianza, lo streaming video su internet, la Iptv. Il dispositivo gemello caratterizzato dal suffisso W può essere utilizzato - ad esempio - per realizzare una completa picocella multistandard basata su Lte, WiMax, Hspa+, Edge o altre tecnologie wireless; le prestazioni offerte dal chip sono sufficienti a gestire sessantaquattro utenti Hspa+ o Lte. Come sottolinea Awad, i consumi ridotti si traducono anche in un'elevata flessibilità applicativa: diviene possibile - volendo - realizzare tutte le funzioni in software, senza ricorrere ad acceleratori hardware. Con i normali Dsp sincroni, invece, questa scelta comporterebbe consumi troppo elevati. La presenza di blocchi hardware legati a specifiche funzioni, sostiene Awad, limita la flessibilità applicativa delle soluzioni basate sui Dsp sincroni: nel campo del video, ad esempio, quelle sviluppate per la codifica non possono essere utilizzate per la miscelazione.

Il sistema di sviluppo
L'altro elemento su cui si basa l'offerta di Octasic è un ambiente di sviluppo che consente di programmare il core asincrono come se fosse un normale Dsp sincrono. Secondo la società canadese, infatti, altre soluzioni innovative nel campo dei Digital Signal Processor forzano gli utilizzatori ad apprendere tecniche di programmazione totalmente nuove, richiedendo quindi investimenti che finiscono per imprigionare l'azienda cliente legandola a soluzioni “proprietarie”. L'ambiente di sviluppo per i due dispositivi OCT2200, denominato Opus Studio, è basato su Microsoft Visual Studio e comprende un compilatore C ottimizzato, un profiler e un debugger. È corredato inoltre da una libreria di codici per applicazioni voce, video e RF. Secondo Octasic il sistema è molto facile da usare e offre un ambiente familiare agli sviluppatori in C. Il compito di suddividere il lavoro tra i ventiquattro core, comunque, è lasciato al programmatore.

Octasic in breve
Fondata nel 1998, Octasic ha sede a Montreal e dispone di una rete di vendita e assistenza tecnica che comprende anche uno specialista a Milano. Tra i precedenti prodotti della società canadese sono compresi i processori multicore Vocallo, nelle due versioni MGW (per voce e video su IP) e BTS (per lo strato 1 delle stazioni base Gsm/Edge). Dal punto di vista applicativo la principale differenza tra i prodotti Vocallo e i nuovi OCT2200 sta nel fatto che i primi costituiscono soluzioni complete hardware-software, mentre i secondi sono completamente programmabili dall'utilizzatore. Tra i clienti di Octasic sono comprese Thomson, Genband, Digium, ZTE, Mitel, Teledata e Sangoma. I chip della serie OCT2200 sono fabbricati da Tsmc.

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