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Embedded-Prozessoren

Neue Sitaras mit Rekord-Rechenleistung

11. Oktober 2015, 13:50 Uhr | Frank Riemenschneider

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Mehr Schnittstellen - mit PCI und SATA

	Sitara AM5716 V1	Sitara AM5716 V2	Sitara AM5718	Sitara AM5726	Sitara AM5728
CPU-Core	ARM Cortex-A15 32 bit
Taktfrequenz	500 MHz	1,5 GHz	1,5 GHz	2x 1,5 GHz	2x 1,5 GHz
L1-Cache	32 KB Befehle, 32 KB Daten
L2-Cache	Keiner			2 MB
GPU 3D	Keine		Power VR SGX 544	Keine	2x Power VR SGX 544
GPU 2D	Keine		Vivante GC320	Keine	Vivante GC320
Video	Nicht vorhanden		1080p Codieren/ Dekodieren	Nicht vorhanden	1080p Codieren/ Dekodieren
DSP	TMS320C66x	TMS320C66x	TMS320C66x	2xTMS320C66x	2xTMS320C66x
DSP-Taktfrequenz	500 MHz	750 MHz	750 MHz	2x750 MHz	2x750 MHz
MCU	2 x ARM Cortex-M4 213 MHz
Kommunikation	4 x PRU-ICSS 200 MHz
DRAM-Schnittstelle	2 x 32 bit DDR3L davon 1 x ECC
Ethernet-MACs	2 x GbE + 2-Port-Switch
USB	USB 3.0. + USB 2.0. + PHY
Verschlüsselung	AES, SHA-256/-512, 3DES
Verfügbarkeit	Muster verfügbar, Massenproduktion 2016

Die neue Sitara-AM57x-Familie von TI. Alle Chips werden in einem 28-nm-CMOS-LP-Prozess gefertigt und haben eine Vielzahl von Schnittstellen.

Bei den AM43x hatte TI ebenfalls aus Energiespargründen keine PCI-Express- (PCIe) und Serial-ATA- (SATA) Schnittstellen spendiert, obwohl sie in anderen Embedded-Prozessoren in dieser Klasse üblich sind. Um Festplattenlaufwerke oder andere High-Speed-Peripheriegeräte anzuschließen, müssen Systementwickler daher externe Controller verwenden.

Nicht so beim AM57x: Die reichhaltige Konnektivität umfasst an Schnittstellen 2 PCIe-Ports, 1 SATA-Port und darüber hinaus 2 DCAN, Quad-SPI zur Anbindung von externem NOR-Flash-Speicher und Execute-in-Place- (XIP) Firmware, 10 UARTs, 8 McASP, 5 I²C, 4 McSPI, USB 3, USB 2, 3 PWM/CAP/QEP, 2-Port-Gb-Ethernet gemäß IEEE 1588, 3 SD/SDIO und 1 eMMC/SD/SDIO.

Neu bei Sitara ist ein Hardware-Verschlüsselungs-Block für AES, MDS/SHA-256, SHA-512 und 3DES mit einem Zufallszahlengenerator.

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Um die Entwicklung zu beschleunigen, vertreibt TI für 599 Dollar ein auf dem Beagle-Board basierendes Allzweck-Evaluierungsmodul mit dem AM5728. Dieses Board enthält einen 7 Zoll großen kapazitiven Touchscreen (800 × 480 Pixel), 2 GB DDR3-DRAM, 4 GB Embedded-Flash-Speicher und zahlreiche I/O-Schnittstellen einschließlich 20-Pin-JTEG, Audio Ein/Aus, HDMI, 2xGbE, USB 3.0, SATA und PCIe. An Software wird Linux, Android und TI-RTOS unterstützt.

Das Beagle-Board selbst mit der Bezeichnung -x15 ist ähnlich, hat aber kein Display und kann nur mit Linux arbeiten. Es kostet 199 Dollar.

Preisfrage Leistungsaufnahme

Die Sitara-Chips haben nur wenige direkte Konkurrenten. Applikations-Prozessoren für Mobilgeräte bieten zwar die Grafik- und Multimedia-Fähigkeiten, nicht aber die Ethernet-Schnittstellen. Und den meisten Embedded-Prozessoren – auch solchen mit LCD-Schnittstellen – fehlen in der Regel vergleichbare Grafik- und Multimedia-Funktionen.

AMD und Intel bieten x86-Embedded-Prozessoren mit integrierten Grafikprozessoren und Videobeschleunigung an, aber sie neigen dazu, teurere Multicore-Chips einzusetzen, die viel mehr Rechenleistung (als nötig) bei höheren Watt-Zahlen liefern, zudem verfügen sie nicht über die industriellen I/O-Schnittstellen und Echtzeit-Determinismus, der für einige Embedded-Systeme notwendig ist. Sitara erbt das sehr anspruchsvolle Power Management von seinem OMAP-Vorfahren und TIs PRU-ICSS und DSPs entlasten die CPU von industriellen Kommunikationsprotokollen.

Freescale hat keinen QorIQ-Prozessor mit LCD und vergleichbarer Rechenleistung im Programm. Der LS1021A hat zwei deutlich schwächere ARM-Cortex-A7-Cores, eine QUICC-Engine zum Protokoll-Offload, eine schnellere DRAM-Schnittstelle, PCIe und SATA III an Bord. Er unterstützt auch FlexCAN für industrielle Steuerungsaufgaben und SPDIF für Audio. Aber auch ihm fehlt eine GPU.

Die AM57x-Familie ist das "All inclusive"-Paket von TIs Sitaras, es dürfte für keine Zielapplikation an irgendetwas mangeln. Die Defizite der A9-Familie (PCIe, SATA, ECC) wurden ausgebügelt, dazu kommen mit DSPs und Cortex-M4 zwei neue Elemente, welche die Haupt-CPUs noch mehr entlasten und Determinismus unterstützen können.

Die große Frage stellt sich hinsichtlich der Leistungsaufnahme bei Vollast. Das Power-Estimation-Sheet lässt für seine Berechnungen in der aktuellen Version keine maximalen Taktfrequenzen für CPUs und DSPs zu (f_max CPU = 1,0 GHz, f_max DSP = 600 MHz). Unter normalen Betriebsbedingungen dürfte am High-End der AM5728 nicht mehr als 4 W aufnehmen, wenn allerdings alle Komponenten unter Volllast stehen (soweit das thermisch überhaupt möglich ist und dies nicht durch zeitweises zwangweises Heruntertakten durch den On-Chip-Power-Manager unterbunden wird) könnten nach unserer Einschätzung auch 7 W fällig werden.

Die Energiesspavariante AM5716 "Version 1" mit dem auf 500 MHz limitierten Single-Core-Cortex-A15 und ebenso auf 500 MHz begrenzten DSP ohne GPU wird bei Vollast kaum über 1,5 W liegen, im Realbetrieb wahrscheinlich eher bei 1 W. Damit liegt er in Bereichen, wo sich bislang der deutlich spartanischer ausgestattete 45-nm-AM43x tummelt. Aber wie heisst es immer so schön: (auch interne) Konkurrenz belebt das Geschäft.