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神奇的“小芯片”設計,可在一顆芯片上使用不同工藝進行制造

2020-02-23 16:12 ? 次閱讀

今年ISSCC的議題涵蓋毫米波、機器學習含羞草、量子等熱門關鍵技術。

摩爾定律逼近極限以及越來越昂貴的先進半導體制程工藝,讓整個芯片產業都面臨困境。此前,業界通過將多個功能集成到單一芯片中來滿足需求,比如手機SoC。但是,SoC集成的復雜度和成本越來越高,讓這種方式面臨挑戰。

在這樣的背景下,有一些先進的處理器通過先進的封裝和高帶寬連接技術,將不同的小芯片(Chiplet)封裝成一顆芯片,讓芯片性能夠持續增加的同時保持成本的可控性,英特爾AMD含羞草就是這種技術的重要推動力。

含羞草 在ISSCC 2020上,英特爾在2月18日的SESSION 8中介紹了10nm與22FFL混合封裝的Lakefield處理器,采用的是英特爾的Foveros 3D封裝技術,封裝尺寸為12 X 12 X 1毫米。Lakefield作為英特爾首款采用了Foveros技術的產品,能夠在指甲大小的封裝中取得性能、能效的優化平衡。


圖1:Foveros 3D封裝技術,來源英特爾。

含羞草 Foveros封裝技術改變了以往將不同IP模塊放置在同一2D平面上的做法,改為3D立體式堆疊。做個類比,傳統的方式是將芯片設計為一張煎餅,而新的設計則是將芯片設計成1毫米厚的夾心蛋糕。這樣可以提升靈活性,并且不需要整個芯片都采用最先進的工藝,成本也可以更低。

AMD大獲成功的Epyc同樣使用類似的思路,在此次的ISSCC上,AMD在SESSION 2中介紹了使用小芯片架構的高性能服務器產品及性價比的優勢。

兩者的不同點在于,Epyc使用的是2.5D架構的封裝,英特爾使用的是3D堆疊封裝。

在ISSCC 2020會議上,法國公司Leti也發表了一篇論文,介紹了他們使用3D堆棧、有源中介層等技術制造的96核芯片。

根據他們的論文,這個96核芯片有6組單元組成,每組有16個核心,不過Leti沒提到CPU內核使用的是ARM還是RISC含羞草-V,亦或者是其他,但肯定會是低功耗小核心,使用的也是28nm FD-SOI工藝。

含羞草 CEA-Leti的科學主管Pascal Vivet表示,如果要允許不同技術的多個小芯片供應商集成到系統中,有源插入器是小芯片技術的最佳選擇。

“如果要將不兼容的A供應商的小芯片與供應商B的小芯片集成在一起,需要一種將它們‘粘合’在一起的方法。” Pascal Vivet 說,“并且將它們‘粘合’在一起的唯一方法是使用插入器中的有源。”

這6組CPU核心使用了3D堆棧技術面對面配置,通過20um微凸點連接到有源中介層上,后者又是通過65nm工藝制造的TSV(硅)技術連接。

含羞草 在這個96核芯片上,除了CPU及TSV、中介層之外,還集成了調壓模塊、彈性拓撲總線、3D插件、內存-IO主控及物理層等。

含羞草 據悉,該系統每平方毫米的傳輸速率可以達到3 TB/s,延遲僅為0.6納秒。

圖:CEA-Leti 96核芯片

含羞草 總之,這款96核芯片集成了大量不同工藝、不同用途的核心,電壓管理、IO等外圍單元也集成進來了,是異構芯片的一次重要突破。

通過靈活高效、可擴展的緩存一致性架構,這個芯片最終可能擴展到512核,在高性能計算及其他領域有望得到推廣應用。

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TLC0831 8 位,31kSPS ADC 串行輸出,微處理器外設/獨立運算,單通道

TLC0820A 8 位,392kSPS ADC 并行輸出,微處理器外設,片上跟蹤與保持,單通道

信息描述 The TLC0820AC and the TLC0820AI are Advanced LinCMOSTM 8-bit analog-to-digital converters each consisting of two 4-bit flash converters, a 4-bit digital-to-analog converter, a summing (error) amplifier, control logic, and a result latch circuit. The modified flash technique allows low-power integrated circuitry to complete an 8-bit conversion in 1.18 us over temperature. The on-chip track-and-hold circuit has a 100-ns sample window and allows these devices to convert continuous analog signals having slew rates of up to 100 mV/us without external sampling components. TTL-compatible 3-state output drivers and two modes of operation allow interfacing to a variety of microprocessors. Detailed information on interfacing to most popular microprocessors is readily available from the factory.特性 Advanced LinCMOSTM Silicon-Gate Technology 8-Bit Resolution Differential Reference Inputs Parallel Microprocessor Interface Conversion and A...
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TLC0820A 8 位,392kSPS ADC 并行輸出,微處理器外設,片上跟蹤與保持,單通道

TMS470MF03107 16/32 位 RISC 閃存微處理器

信息描述TMS470MF04207/03107 器件隸屬于德州儀器 (TI) 的 TMS470M 汽車級 16/32 位精簡指令集計算機 (RISC) 微控制器系列。 TMS470M 微控制器利用高效率的 Cortex?–M3 16/32 位 RISC 中央處理單元 (CPU) 提供了高性能,由此實現了很高的指令吞吐量并保持了更加出色的代碼效率。 TMS470M 器件運用了大端字節序格式,在該格式中,一個字的最高有效字節被存儲于編號最小的字節中,而最低有效字節則存儲在編號最大的字節中。 高端嵌入式控制應用要求其控制器提供更多的性能并保持低成本。 TMS470M 微控制器架構提供了針對這些性能和成本需求的解決方案,并保持了低功耗。 TMS470MF04207/03107 器件的組成如下: 16/32 位 RISC CPU 內核 TMS470MF04207 高達 448K 字節的程序閃存(具有 SECDED ECC) TTMS470MF03107 高達 320K 字節的程序閃存(具有SECDED ECC) 具有 SECDED ECC 的 64K 字節閃存 (用于獲得額外的程序空間或進行 EEPROM 仿真) 高達 24K 字節的靜態 RAM (SRAM) (具有 SECDED ECC) 實時中斷定時器 (RTI) 矢量中斷模塊 (VIM) 硬件...
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TMS470MF03107 16/32 位 RISC 閃存微處理器

TMS470MF04207 16/32 位 RISC 閃存微處理器

信息描述TMS470MF04207/03107 器件隸屬于德州儀器 (TI) 的 TMS470M 汽車級 16/32 位精簡指令集計算機 (RISC) 微控制器系列。 TMS470M 微控制器利用高效率的 Cortex?–M3 16/32 位 RISC 中央處理單元 (CPU) 提供了高性能,由此實現了很高的指令吞吐量并保持了更加出色的代碼效率。 TMS470M 器件運用了大端字節序格式,在該格式中,一個字的最高有效字節被存儲于編號最小的字節中,而最低有效字節則存儲在編號最大的字節中。 高端嵌入式控制應用要求其控制器提供更多的性能并保持低成本。 TMS470M 微控制器架構提供了針對這些性能和成本需求的解決方案,并保持了低功耗。 TMS470MF04207/03107 器件的組成如下: 16/32 位 RISC CPU 內核 TMS470MF04207 高達 448K 字節的程序閃存(具有 SECDED ECC) TTMS470MF03107 高達 320K 字節的程序閃存(具有SECDED ECC) 具有 SECDED ECC 的 64K 字節閃存 (用于獲得額外的程序空間或進行 EEPROM 仿真) 高達 24K 字節的靜態 RAM (SRAM) (具有 SECDED ECC) 實時中斷定時器 (RTI) 矢量中斷模塊 (VIM) 硬件...
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TMS470MF04207 16/32 位 RISC 閃存微處理器

TMS470MF06607 16/32 位 RISC 閃存微處理器

信息描述TMS470MF06607 器件是德州儀器 TMS470M 系列汽車級 16/32 位精簡指令集計算機 (RISC) 微控制器產品的成員。 TMS470M 微控制器利用高效率的 ARM Cortex?–M3 16/32 位 RISC 中央處理單元 (CPU) 實現了高性能,由此在保持了更高代碼效率的同時實現了很高的指令吞吐量。 高端嵌入式控制應用要求其控制器提供更多的性能并保持低成本。 TMS470M 微控制器架構提供了針對這些性能和成本需求的解決方案,并保持了低功耗。 TMS470MF06607 器件的組成如下:16/32 位 RISC CPU 內核 帶有 SECDED ECC 的 640k 字節的總閃存 512K 字節程序閃存用于額外的程序空間或 EEPROM 仿真的 128K 字節的閃存 帶有 SECDED ECC 的 64K 字節靜態 RAM (SRAM) 實時中斷定時器 (RTI) 矢量中斷模塊 (VIM) 硬件內置自測試 (BIST) 校驗器,用于SRAM (MBIST) 和 CPU (LBIST) 64 位循環冗余校驗器 (CRC) 帶預置分頻器的基于調頻 0 引腳鎖相環 (FMzPLL) 的時鐘模塊 兩個多緩沖串行外設接口 (MibSPI) 兩個具有本地互連網絡接口 (LIN) 的 UART (SCI) 兩個 CAN 控...
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TMS470MF06607 16/32 位 RISC 閃存微處理器

TMS320F28027 Piccolo 微處理器

信息描述F2802x Piccolo 系列微控制器為 C28x 內核供電,此內核與低引腳數量器件中的高集成控制外設相耦合。 該系列的代碼與以往基于 C28x 的代碼相兼容,并且提供了很高的模擬集成度。 一個內部電壓穩壓器允許單一電源軌運行。 對 HRPWM 模塊實施了改進,以提供雙邊緣控制 (調頻)。 增設了具有內部 10 位基準的模擬比較器,并可直接對其進行路由以控制 PWM 輸出。 ADC 可在 0V 至 3.3V 固定全標度范圍內進行轉換操作,并支持公制比例 VREFHI / VREFLO 基準。 ADC 接口專門針對低開銷/低延遲進行了優化。特性亮點高效 32 位中央處理單元 (CPU) (TMS320C28x) 60MHz,50MHz,和 40MHz 器件 3.3V 單電源 集成型加電和欠壓復位 兩個內部零引腳振蕩器 多達 22 個復用通用輸入輸出 (GPIO) 引腳 三個 32 位 CPU 定時器 片載閃存、SRAM、一次性可編程 (OTP) 內存 代碼安全模塊 串行端口外設 (SCI/SPI/I2C) 增強型控制外設 增強型脈寬調制器 (ePWM)高分辨率 PWM (HRPWM)增強型捕捉 (eCAP)模數轉換器 (ADC)片上溫度傳感器比較器38 引腳和 48 引腳封裝高效 32 位 CPU (TMS320C28x) 6...
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TMS320F28027 Piccolo 微處理器

TMS320F28035 Piccolo 微處理器

信息描述F2803x Piccolo 系列微控制器為 C28x 內核和控制律加速器 (CLA) 供電,此內核和 CLA 與低引腳數量器件中的高集成控制外設向耦合。 該系列的代碼與以往基于 C28x 的代碼相兼容,并且提供了很高的模擬集成度。 一個內部電壓穩壓器允許單一電源軌運行。 對 HRPWM 模塊實施了改進,以提供雙邊緣控制 (調頻)。 增設了具有內部 10 位基準的模擬比較器,并可直接對其進行路由以控制 PWM 輸出。 ADC 可在 0V 至 3.3V 固定全標度范圍內進行轉換操作,并支持公制比例 VREFHI / VREFLO 基準。 ADC 接口專門針對低開銷/低延遲進行了優化。特性亮點高效 32 位中央處理單元 (CPU) (TMS320C28x) 60MHz 器件 3.3V 單電源 集成型加電和欠壓復位 兩個內部零引腳振蕩器 多達 45 個復用通用輸入輸出 (GPIO) 引腳 三個 32 位 CPU 定時器 片載閃存,SRAM,OTP 內存 代碼安全模塊 串行端口外設 (SCI/SPI/I2C/LIN/eCAN) 增強型控制外設 增強型脈寬調制器 (ePWM) 高分辨率 PWM (HRPWM) 增強型捕捉 (eCAP) 個高分辨率輸入捕獲 (HRCAP) 增強型正交編碼器脈沖 (eQEP) 模數轉換器 (ADC...
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TMS320F28035 Piccolo 微處理器

TDA3 ADAS 應用處理器

信息描述 TI 的 TDA3x 片上系統 (SoC) 是經過高度優化的可擴展系列器件,其設計滿足領先的高級駕駛員輔助系統 (ADAS) 要求。 TDA3x SoC 處理器集成了性能、低功耗、小尺寸和 ADAS 視覺分析處理功能的最優組合,支持廣泛的 ADAS 應用,旨在推進更加自主流暢的駕駛體驗。TDA3x SoC 支持業內最廣泛的 ADAS 應用,包括前置攝像頭、后置攝像頭、環視系統、雷達和單一架構整合系統,將復雜的嵌入式視覺技術應用于現代化汽車。TDA3x SoC 整合了非單一型可擴展架構,其中包括 TI 定點和浮點 TMS320C66x 數字信號處理器 (DSP)、具有嵌入式視覺引擎 (EVE) 的視覺 AccelerationPac 和雙路 ARM Cortex-M4 處理器。 該器件可采用不同的封裝選項(包括疊加封裝)實現小外形尺寸設計,從而實現低功耗配置。 TDA3x SoC 還集成有諸多外設,包括 LVDS 環視系統的多攝像頭接口(并行和串行)、顯示屏、控制器局域網 (CAN) 和千兆位以太網視頻橋接 (AVB)。TDA3x 視覺 AccelerationPac 中的 EVE 承擔了處理器的視覺分析功能,同時還降低了功耗。 視覺 AccelerationPac 針對視覺處理進行了優化,可通過 32 位...
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TDA3 ADAS 應用處理器

BELASIGNA 300 用于便攜式通信設備的24位音頻處理器

信息BelaSigna?300是一款超低功耗,高保真單聲道音頻處理器,適用于便攜式通信設備,可在不影響尺寸或電池壽命的情況下提供卓越的音頻清晰度。 BelaSigna 300為易受噪聲和回聲影響的設備提供了卓越音頻性能的基礎。其獨特的專利雙核架構使多種高級算法能夠同時運行,同時保持超低功耗。微型超低功耗單芯片解決方案對電池壽命或外形尺寸幾乎沒有影響,是便攜式設備的理想選擇。具有領域專業知識和一流算法,安森美半導體和我們的解決方案合作伙伴網絡可以幫助您快速開發和推出產品。 BelaSigna 300芯片提供全套開發工具,實踐培訓和全面技術支持。 針對音頻處理優化的負載均衡雙核DSP架構 超低功耗:通常為1-10 mA 微型外形尺寸:3.63 x 2.68 mm PCB面積,外部元件很少 輸入級: - 88 dB系統動態范圍可擴展至110 dB - A / D采樣率從8.0到60 kHz - 4個獨立通道 輸出階段: - 高保真D類輸出直接驅動揚聲器 - 25 mA最大聲功率輸出 靈活的輸入輸出控制器(IOC),用于卸載DSP上的數字信號移動< / li> 支持具有極低群延遲的高級自適應音頻處理算法 128位AES高級加密以保護制造商和用戶數據 與其他系統和HMI的無縫連接按鈕,電位器和L...
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BELASIGNA 300 用于便攜式通信設備的24位音頻處理器

BELASIGNA 250 16位音頻處理器,全立體聲2聲道,2聲道輸出

信息BelaSigna?250是一款完整的可編程音頻處理系統,專為超低功耗嵌入式和便攜式數字音頻系統而設計。這款高性能芯片以BelaSigna 200的架構和設計為基礎,可提供卓越的音質和無與倫比的靈活性。 BelaSigna 250集成了完整的音頻信號鏈,來自立體聲16位A / D轉換器或數字接口,可接受信號通過完全靈活的數字處理架構,可以直接連接到揚聲器的立體聲模擬線路電平或直接數字電源輸出。 獨特的并行處理架構 集成轉換器和電源輸出 超低功耗:20 MHz時5.0 mA; 1.8 V電源電壓 支持IP保護 智能電源管理,包括需要 88 dB系統動態范圍且系統噪聲極低的低電流待機模式 靈活的時鐘架構,支持高達33 MHz的速度 全系列可配置接口,包括:IS,PCM,UART,SPI,IC,GPIO...
發表于 04-18 19:43 ? 142次 閱讀
BELASIGNA 250 16位音頻處理器,全立體聲2聲道,2聲道輸出

BELASIGNA 300 AM 帶AfterMaster HD的音頻處理器

信息BelaSigna?300AM是一款基于DSP的音頻處理器,能夠在包含主機處理器和/或外部I 基于S的單聲道或立體聲A / D轉換器和D / A轉換器。 AfterMaster HD是一種實時處理音頻信號的算法,可顯著提高響度,清晰度,深度和飽滿度。 br> BelaSigna 300 AM專門設計用于需要解決方案以克服小型或向下揚聲器(包括平板電視或耳機)限制的應用。 通常4執行AfterMaster HD時為-8 mA 尺寸為3.63 mm x2.68 mm x 0.92 mm(包括焊球)提供 包括一個快速的I 基于C的界面,用于下載和AfterMaster HD算法的一般配置,一個高度可配置的PCM接口,用于將數據流入和器件,高速UART,SPI端口和5個GPIO。 這些器件無鉛,無鹵素/ BFR,符合RoHS標準...
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BELASIGNA 300 AM 帶AfterMaster HD的音頻處理器

AD567 12位電流輸出、微處理器兼容型DAC

信息優勢和特點 單芯片結構 雙緩沖鎖存器支持兼容8位微處理器 快速建立時間:500 ns(最大值,至±1/2 LSB) 片內集成高穩定性嵌入式齊納基準電壓源 整個溫度范圍內保證單調性 整個溫度范圍內保證線性度:1/2 LSB(最大值,AD567K) 保證工作電壓:±12 V或±15 V 欲了解更多信息,請參考數據手冊產品詳情AD567是一款完整的高速12位單芯片數模轉換器,內置一個高穩定性嵌入式齊納基準電壓源和一個雙緩沖輸入鎖存器。該轉換器采用12個精密、高速、雙極性電流導引開關和一個經激光調整的薄膜電阻網絡,可提供快速建立時間和高精度特性。微處理器兼容性通過片內雙緩沖鎖存器實現。輸入鎖存器能夠與4位、8位、12位或16位總線直接接口。因此,第一級鎖存器的12位數據可以傳輸至第二級鎖存器,避免產生雜散模擬輸出值。鎖存器可以響應100 ns的短選通脈沖,因而可以與現有最快的微處理器配合使用。AD567擁有如此全面的功能與高性能,是采用先進的開關設計、高速雙極性制造工藝和成熟的激光晶圓調整技術(LWT)的結果。該器件在晶圓階段進行調整,25°C時最大線性誤差為±1/4 LSB(K級),整個工作溫度范圍內的線性誤差為±1/2 LSB。芯片的表面下(嵌入式...
發表于 04-18 19:24 ? 142次 閱讀
AD567 12位電流輸出、微處理器兼容型DAC

AD557 DACPORT低成本、完整微處理器兼容型8位DAC

信息優勢和特點 完整的8位DAC 電壓輸出:0 V至2.56 V 內部精密帶隙基準電壓源 單電源供電:5 V (±10%) 完全微處理器接口 快速建立時間:1 xxs內電壓達到±1/2 LSB精度 低功耗:75 mW 無需用戶調整 在工作溫度范圍內保證單調性 規定了 T min至T max的所有誤差 小型16引腳DIP或20引腳PLCC封裝 低成本產品詳情AD557 DACPORT?是一款完整的電壓輸出8位數模轉換器,它將輸出放大器、完全微處理器接口以及精密基準電壓源集成在單芯片上。無需外部元件或調整,就能以全精度將8位數據總線與模擬系統進行接口。AD557 DACPORT的低成本和多功能特性是單芯片雙極性技術持續發展的結果。完整微處理器接口與控制邏輯利用集成注入邏輯(I2L)實現,集成注入邏輯是一種極高密度的低功耗邏輯結構,與線性雙極性制造工藝兼容。內部精密基準電壓源是一種取得專利的低壓帶隙電路,采用+5 V單電源時可實現全精度性能。薄膜硅鉻電阻提供在整個工作溫度范圍內保證單調性工作所需的穩定性,對這些薄膜電阻進行激光晶圓調整則可實現出廠絕對校準,誤差在±2.5 LSB以內,因此不需要用戶進行增益或失調電壓調整。新電路設計可以使電壓在800 ns內達到±...
發表于 04-18 19:12 ? 121次 閱讀
AD557 DACPORT低成本、完整微處理器兼容型8位DAC

AD558 電壓輸出8位數模轉換器,集成輸出放大器、完全微處理器接口和精密基準電壓源

信息優勢和特點 完整8位DAC 電壓輸出:兩種校準范圍 內部精密帶隙基準電壓源 單電源供電:+5 V至+15 V 完全微處理器接口 快速建立時間:1 ±s內電壓達到±1/2 LSB精度 低功耗:75 mW 無需用戶調整 在工作溫度范圍內保證單調性 規定了 Tmin至Tmax的所有誤差 16引腳DIP和20引腳PLCC小型封裝 激光晶圓調整單芯片供混合使用產品詳情AD558 DACPORT?是一款完整的電壓輸出8位數模轉換器,它將輸出放大器、完全微處理器接口以及精密基準電壓源集成在單芯片上。無需外部元件或調整,就能以全精度將8位數據總線與模擬系統進行接口。這款DACPORT器件的性能和多功能特性體現了近期開發的多項單芯片雙極性技術成果。完整微處理器接口與控制邏輯利用集成注入邏輯(I2 L)實現,集成注入邏輯是一種極高密度的低功耗邏輯結構,與線性雙極性制造工藝兼容。內部精密基準電壓源是一種取得專利的低壓帶隙電路,采用+5 V至+15 V單電源時可實現全精度性能。薄膜硅鉻電阻提供在整個工作溫度范圍內保證單調性工作所需的穩定性(所有等級器件),對這些薄膜電阻運用最新激光晶圓調整技術則可實現出廠絕對校準,誤差在±1 LSB以內,因此不需要用戶進行增...
發表于 04-18 19:12 ? 292次 閱讀
AD558 電壓輸出8位數模轉換器,集成輸出放大器、完全微處理器接口和精密基準電壓源

TMS320C5545 TMS320C5545 定點數字信號處理器

信息描述這些器件是 TI C5000定點數字信號處理器 (DSP) 產品系列的成員之一,適用于低功耗應用。 選擇。 定點 DSP 基于 TMS320C55x DSP 系列 CPU 處理器內核。C55x DSP 架構通過提升的并行性和節能性能實現高性能和低功耗。CPU 支持一個內部總線結構,此結構包含一條程序總線,一條 32 位讀取總線和兩條 16 位數據讀取總線,兩條數據寫入總線和專門用于外設和 DMA 操作的附加總線。這些總線可實現在一個單周期內執行高達四次 16 位數據讀取和兩次 16 位數據寫入的功能。此器件還包含四個 DMA 控制器,每個控制器具有 4 條通道,可在無需 CPU 干預的情況下提供 16 條獨立通道的數據傳送。每個 DMA 控制器在每周期可執行一個 32 位數據傳輸,此數據傳輸與 CPU 的運行并行并且不受 CPU 運行的影響。 C55x CPU 提供兩個乘積累積 (MAC) 單元,每個單元在一個單周期內能夠進行 17 位 × 17 位乘法以及 32 位加法。一個中央 40 位算術和邏輯單元 (ALU) 由一個附加 16 位 ALU 提供支持。ALU 的使用受指令集控制,從而提供優化并行運行和功耗的能力。C55x CPU 內的地址單元 (AU) 和數據單元 (DU) 對這些資源進...
發表于 04-18 19:06 ? 113次 閱讀
TMS320C5545 TMS320C5545 定點數字信號處理器
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