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digitimes 在嵌入式裝置中建置多核心(包含同質或異質)以及多執(zhí)行緒技術,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的內(nèi)建其實并沒有絕對關系,會造成這樣的原因主要是應用環(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的一環(huán),但是手機采用的soc芯片多為應用處理器,其整合的核心并非完全屬于同性質架構,同質多核心在嵌入式系統(tǒng)實際應用上的案例其實非常少! 《鄨(zhí)行緒處理器在汽車電子或者是嵌入式網(wǎng)絡環(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,換句話說,兩者并不是單純選邊站而已,根據(jù)實際應用的需求,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)的基礎架構時,處理器本身只是應用的1個環(huán)節(jié),如何能夠針對應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。不只是意氣的技術之爭真正的同質多核心架構-arm11 mpcore 在嵌入式多核心應用處理器這方面的領域,目前以arm為技術領導者,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,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! ∫云浼夹g的發(fā)展歷程來看,早期的arm7架構本身能夠滿足一些音效編譯碼應用。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的結構示意圖。 arm11 mpcore乃是在arm11核心的基礎組成,架構上屬于v6指令體系。根據(jù)不同應用的需要,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是標準的同質多核心處理器,,組成mpcore的是4個基于arm11架構的處理器核心,由于多核心設計的優(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,因此可望在多任務應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)導航系統(tǒng)在提供導航功能的同時,仍然有余力可以向后座乘客播放各類視訊娛樂串流等! ≡谶@類應用環(huán)境下,多核心結構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路共享快取結構的對稱多處理器 (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)。其設計的高靈活設計在理論上可以滿足各種跨領域應用對運算性能的彈性需求,確保系統(tǒng)可獲得一流的響應能力或數(shù)據(jù)吞吐量! 〔贿^arm11 mpcore早在2004年就已經(jīng)發(fā)布,2005年正式加入授權業(yè)務,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的程度,因此可預期的是,未來數(shù)年應該會有越來越多汽車廠商采用類似的多核心架構來取得合理的系統(tǒng)反應速度。
至于在家電應用方面,其實需要用到如此復雜核心的產(chǎn)品不多,在應用最多的影音產(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 |
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