Blackfinへと至る道 40年現役のADI「SHARC」：マイクロプロセッサ懐古録（20）（1/4 ページ）

今回と次回で、Analog Devices（ADI）のDSP＋CPUである「Blackfin」を取り上げる。まずはその“前哨戦”として、ADIのDSP「SHARC」が開発された経緯をたどりたい。

[大原雄介，EDN Japan]

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DSPではちょっと出遅れていたADI

　DSP＋CPUというテーマは、1990年代末〜2000年代初頭にかけて、あちこちでチャレンジされた構成である。2026年8月に取り上げた「シーメンス時代に開発された「TriCore」　今は車載MCUで息づく」のTriCoreもそうだが、Imagination TechnologiesのMETAプロセッサなんかもそうだ。そういうDSP＋CPUの代表例とも言うべき存在がAnalog Devices（ADI）の「Blackfin」である。ただそのBlackfinに話を持っていく前に、ADIのDSP製品について説明する必要があるだろう。

　もともとADI「も」DSP製品を1980年代から手掛けていた。「も」というのは1970年代後半のTRW MPY016HやTexas Instruments（TI） TMS5100、NEC μPD7720、AT&T DSP1、Altemira DX-1と続き、1983年にTI TMS32010などが相次いで発表され、これが第1世代DSP世代製品として認識されているからだ。ADIはちょっと出遅れており、この時期だとAC97のCodecであるAD1980（図1）とかは、確かに一部Digitalでの処理はあるが、これをDSPと呼ぶのはさすがに無理がある。

図1：AD1980。音声処理をDigitalで処理しているという意味では広義のDigital Signal Processingと言っても良いかもしれないが、Programmableではない［クリックで拡大］

「ADSP-2100」シリーズの登場

　まっとうな意味でのDSPは、1986年に発表され、1987年に出荷開始されたADSP-2100ファミリー（図2）が最初のものとなる。これは第2世代DSP世代製品として分類されており、競合はMotorola DSP56000やTIのTMS31010の後継製品になる。ちなみに1987年にPhilipsはLIFE-1というVILWベースのプロセッサの開発をスタートしており、これは1997年にTriMedia TM1000として製品化を果たすが、開発開始時期はともかく、競合とは言えないだろう。

図2："DSP Microprocessor"とか謎の表記になっているが、1980年代末はまだDSPとMCUがそこまで明確に分離されていなかった感じではある［クリックで拡大］

　話を戻すと、ADSP-2100シリーズの基本構成はこんな感じ（図3）である。演算性能は40ns Cycle（つまり25MHz駆動）で25MIPSとされており、要するにArithmetic Unitは1cycleでのOperationが可能である。そのArithmetic Unitは16bit幅である。残念ながらALUとMAC、Shifterは同時動作は出来ない。とはいえZero Overhead loopとかLow power Idleなどを持つ。Cyclic Addressingモードは持たないが、Autobuffering with Single-cycle overheadの機能が搭載されるなど、ほぼDSPを名乗るのに必要な機能は搭載されたとみて良いと思う。

図3：ALU/MAC/Shiftが1個づつ並んでいるシンプルな構成。まだSIMDとかVLIWの考え方を取り込む前の、古き良き（？）時代のDSPという感じである［クリックで拡大］

　このADSP-2100シリーズは固定小数点動作の構成であり、それで十分な用途（Industrial Automationや通信、モーター制御など）に活用されることになったが、逆にMotorolaのDSP56000が採用されている用途（24bit MACを搭載し、例えばハイエンドオーディオ向けなどに活用された）向けには力不足が感じられるものになった。この辺もあってか、1994年にSHARCことADSP-21060シリーズ（図4）がリリースされる。

図4：Instruction Cacheが搭載されたが、たった32エントリという少なさである。ただFFTを実行するのに32エントリ有れば済む、という判断だった模様［クリックで拡大］