Первый отечественный микропроцессор «Навиком-01» с функцией ГЛОНАСС/GPS навигации

Микросхема разработана по технологии трехъядерной «системы на кристалле» на базе отечественной платформы проектирования микросхем «Мультикор» и ориентирована для массового изготовления на перспективном отечественном микроэлектронном производстве ОАО «Ангстрем-Т» по 0.13-мкм проектным нормам.

Это позволит впервые организовать серийное производство конкурентоспособных отечественных абонентских терминалов профессиональной и специальной связи, обеспеченных функцией навигации ГЛОНАСС, которые до настоящего времени разрабатывались исключительно на импортной элементной базе.

Микросхема коммуникационного микропроцессора «Навиком» обеспечивает аппаратно-программную поддержку функций ГЛОНАСС/GPS навигации, процедур цифровой обработки сигналов, ряда коммуникационных процедур (Витерби, турбокодирования, корреляции и др.), обработки изображений.

Программируемость микросхемы позволяет использовать ее в широком диапазоне применений:

• абонентские терминалы мультистандартных систем профессиональной связи (от стандарта TETRA до систем 3G) со встроенной функцией навигации;
• портативные ГЛОНАСС/GPS-приемники, в том числе для подвижных платформ (автомобилей, железнодорожного транспорта);
• аппаратура цифрового телевидения (DVB) и радио (DRM);
• IP-камеры с «интеллектуальным зрением», IP–телефония;
• аппаратура беспилотных летательных аппаратов (БПЛА);
• специальные применения.

На основе микросхемы возможна разработка индивидуальных информационных карт для сотрудников МЧС и других силовых ведомств, организована связь в метро, на предприятиях энергетического комплекса, в труднодоступных районах крайнего севера и Сибири — во многих приложениях, где до сих пор использовались только импортные системы.

Система на кристалле «Навиком» поддерживает большой спектр технологий обработки информации, разработанных в НПЦ «Элвис»: обработка видеоинформации, радарной и тепловизионной информации, трехмерной графики, адаптивной обработки сигналов и изображений, что важно для различных бортовых применений с минимальными массогабаритными характеристиками.

Основные характеристики¹:

• тактовая частота: до 300 МГц;
• архитектура трехъядерная, MIMD (Multiple Instructions Multiple Data):
• RISC-ядро: MIPS32 – архитектурно совместимое с cопроцессором арифметики в формате с плавающей точкой; устройство умножения и деления;
• два DSP-ядра SISD-архитектуры, образующих новое программируемое сдвоенное «мега-ядро» сигнального процессора с плавающей и фиксированной точкой и общим полем памяти — «DELCore-30» (Dual ELVEES Core);
• технология изготовления: КМОП 0.13 мкм, 8 металлов, размеры кристалла 8.8х 9.5мм, ~60 млн транзисторов;
• пиковая производительность: 3.6 GFLOPs (float32)/ 14.4 GOPs (int16)/ 28.8 GOPs (int8);
• FFT — 1024 (комплексное): 4.7 мкс (блочная плавающая точка, 16 бит) и 15.4 мкс (плавающая точка, 32 бита, IEEE754);
• интегральный объем встроенной памяти: ~4 Мбит (для всех процессорных ядер);
• 32-разрядный порт внешней памяти MPORT со встроенным контроллером доступа к внешней памяти типа SRAM/ SDRAM/ SBSRAM/ FLASH/ ROM;
• встроенный DMA-контроллер;
• последовательные порты I2C, USB, Ethernet 10/100 Мбит/с, 2 порта UART, 4 многофункциональных порта MFBSP (I2S/ SPI/ SHARC LPORT/ GPIO) с DMA;
• порты ввода и вывода видеоданных;
• JTAG IEEE 1149.1, встроенные средства отладки программ (OnCD);
• встроенный умножитель/делитель входной частоты (PLL);
• интервальный таймер (IT), таймер реального времени (RTT), сторожевой таймер (WDT);
• многоканальный навигационный коррелятор (МСС): 48 каналов слежения GPS L1 С/A, GPS L2С, ГЛОНАСС L1 СТ и устройство быстрого поиска (Fast Search Engine, FSE);
• прикладные библиотеки обработки/сжатия видео- и аудио- сигналов: FFT, фильтрации, адаптивной фильтрации, JPEG/ MJPEG/ MPEG2/ MJPEG4 видеокодер; Mр3 аудио-декодер, «TETRA» (аудиокодек), IP-телефонии и др.;
• средства разработки: среда разработки и отладки программ MCStudio3, ядро ОС Linux 2.6 (планируется);
• напряжение питания: периферия — 3.3 В, ядро — 1.2 В;
• частота/мощность потребления, МГц/мВт: 80/280 и 300/~1000, программируемые режимы энергосбережения;
• корпус: HSBGA400, размер 21х21 мм (в серии планируются корпуса размером 10х10 мм и SIP-модули на базе NVCom и SDRAM/FLASH);
• импортозамещение высокопроизводительных DSP микросхем зарубежного производства, в том числе микросхемы ADSP TS201 (ADI) по производительности и функциональности, ряда микросхем серии OMAP (TI), навигационных микросхем SiRFatlasIII (SiRF).

1. Примечание: приведены параметры микросхем при работе в нормальных климатических условиях.

NVCom-01 программно совместим снизу с серией сигнальных микропроцессоров «Мультикор» (1892ВМxx) разработки НПЦ «Элвис», а также с другими разработками фирмы (1288ХКxx, 1892ХДxx, 2008ВГ1Я, 1508ПЛ8Т, 1508ПЛ9Т).

На базе микросхемы NVCom-01 разрабатывается линейка навигационных приемников и абонентский терминал стандарта «TETRA» с подключением IP-камеры.