嵌入式視頻拼接_核與多執(zhí)行緒的嵌入式系統(tǒng)解決方案

小嵌

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digitimes 　　在嵌入式裝置中建置多核心（包含同質(zhì)或異質(zhì)）以及多執(zhí)行緒技術(shù)，的確能帶來諸多效益，尤其是改進系統(tǒng)效能方面最為明顯。 　　盡管risc嵌入式技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)越來越多，但是在維持以往嵌入式軟件資源兼容性的前提之下，能夠改善其未來適用性，并且有效提升新系統(tǒng)的效能表現(xiàn)，使其不失為良好的解決方案。應(yīng)用決定多核或多緒　　多核心與多執(zhí)行緒在效能表現(xiàn)上有其幫助，但是效能與這些技術(shù)的內(nèi)建其實并沒有絕對關(guān)系，會造成這樣的原因主要是應(yīng)用環(huán)境的需求。以手機為例，整合于手機內(nèi)的soc芯片雖然是屬于多核心架構(gòu)的一環(huán)，但是手機采用的soc芯片多為應(yīng)用處理器，其整合的核心并非完全屬于同性質(zhì)架構(gòu)，同質(zhì)多核心在嵌入式系統(tǒng)實際應(yīng)用上的案例其實非常少�！　《�多執(zhí)行緒處理器在汽車電子或者是嵌入式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中扮演著重要的角色，但是也有廠商利用數(shù)顆多執(zhí)行緒芯片組成多核心與多執(zhí)行緒兼?zhèn)涞倪\算架構(gòu)，換句話說，兩者并不是單純選邊站而已，根據(jù)實際應(yīng)用的需求，自行搭配或開發(fā)最終解決方案也成了許多廠商面對問題時的態(tài)度。這也代表著，在選擇嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)時，處理器本身只是應(yīng)用的1個環(huán)節(jié)，如何能夠針對應(yīng)用將所需的效能最大化，必須依照產(chǎn)品的不同而有各種考慮。不只是意氣的技術(shù)之爭真正的同質(zhì)多核心架構(gòu)－arm11 mpcore　　在嵌入式多核心應(yīng)用處理器這方面的領(lǐng)域，目前以arm為技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，雖然該公司本身并無晶圓廠，而純粹以ip的形 式出售處理器架構(gòu)，由于定位正確，在短短的數(shù)年間取得了極大的市場地位，全世界絕大多數(shù)的手持式裝置都嵌入了arm的處理器技術(shù)。　　以其技術(shù)的發(fā)展歷程來看，早期的arm7架構(gòu)本身能夠滿足一些音效編譯碼應(yīng)用。而在增加16位飽和運算指令和提高arm9核心速度后，不僅能完成音效編譯碼工作，以及以大約80 mhz、15 畫格/秒速度下的mpeg-4 qcif（4分之1 cif分辨率）編碼。在arm11 v6指令集架構(gòu)上增加速度和simd指令后，就可以實現(xiàn)vga分辨率的 h.264 編碼。再進一步到最新的cortex a8與其基于64位simd架構(gòu)的neon加速器搭配工作之下，就可以完成 30 畫格/秒的 mpeg-4 vga 編碼，所花周期只有 arm11 的一半。在實際情況下，該工作需要大約 300 mhz。為了使這些選項對使用者更加可行，arm 正在開發(fā)一個并行編譯器原型，它可以提取資料并行機制，并用 simd 硬件來使用它。圖說：arm11 mpcore的結(jié)構(gòu)示意圖�！　�arm11 mpcore乃是在arm11核心的基礎(chǔ)組成，架構(gòu)上屬于v6指令體系。根據(jù)不同應(yīng)用的需要，mpcore可以被配置為1～4個處理器的組合方式，根據(jù)官方表示，其最高性能約可達到2600 dhrystone mips的程度。mpcore是標(biāo)準(zhǔn)的同質(zhì)多核心處理器，，組成mpcore的是4個基于arm11架構(gòu)的處理器核心，由于多核心設(shè)計的優(yōu)點是在頻率不變的情況下讓處理器的性能獲得明顯提升，因此可望在多任務(wù)應(yīng)用中擁有良好的表現(xiàn)，這一點很適合未來家庭消費電子的需要。例如，機上盒在錄制多個頻道電視節(jié)目的同時，還可通過因特網(wǎng)收看數(shù)字視訊點播節(jié)目、車內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)在提供導(dǎo)航功能的同時，仍然有余力可以向后座乘客播放各類視訊娛樂串流等。　　在這類應(yīng)用環(huán)境下，多核心結(jié)構(gòu)的嵌入式處理器能夠表現(xiàn)出極強的性能優(yōu)勢。根據(jù)原廠數(shù)據(jù)，mpcore多處理器可支持高達4路共享快取結(jié)構(gòu)的對稱多處理器 （four-way cache coherent symmetric multiprocessing，smp）、或者是4路不對稱多處理器（four-way asymmetric multiprocessing，amp）以及4路兼有對稱/不對稱的混合式多處理器系統(tǒng)。其設(shè)計的高靈活設(shè)計在理論上可以滿足各種跨領(lǐng)域應(yīng)用對運算性能的彈性需求，確保系統(tǒng)可獲得一流的響應(yīng)能力或數(shù)據(jù)吞吐量。　　不過arm11 mpcore早在2004年就已經(jīng)發(fā)布，2005年正式加入授權(quán)業(yè)務(wù)，截至目前為止，采用該處理器的產(chǎn)品集中于家電與汽車電子方面，但是數(shù)量并不算多，是業(yè)界對于處理器運算能量的需求尚未顯現(xiàn)？據(jù)了解，在汽車電子方面，汽車應(yīng)用的微處理器要求越來越高，但是過去的單核心基本上還能滿足一般汽車的使用，而隨著越來越多的電子輔助裝置整合進汽車中，其間所需處理的工作也越來越繁雜，已經(jīng)遠超過傳統(tǒng)汽車用微控制器所能負擔(dān)的程度，因此可預(yù)期的是，未來數(shù)年應(yīng)該會有越來越多汽車廠商采用類似的多核心架構(gòu)來取得合理的系統(tǒng)反應(yīng)速度。

　　至于在家電應(yīng)用方面，其實需要用到如此復(fù)雜核心的產(chǎn)品不多，在應(yīng)用最多的影音產(chǎn)品方面，其實大部分的廠商都采用專用的硬件譯碼電路或者是dsp來進行編譯碼的動作，直接采用多核心處理器來進行編譯碼動作其實效益不明顯。而在行動應(yīng)用方面，其實功耗依然是行動產(chǎn)品廠商所最注重的，即便arm11 mpcore能夠達到極低的多核心同時工作功耗，但是依然無法與單核心版本相比，因此在行