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多核与多执行绪的嵌入式系统解决方案

发布时间:2018-01-10 06:57:49  来源:大电流电感厂家   查看:

至于在家电应用方面,其实需要用到如此复杂核心的产品不多,在应用最多的影音产品方面,其实大部分的厂商都采用专用的硬件译码电路或者是DSP来进行编译码的动作,直接采用多核心处理器来进行编译码动作其实效益不明显。而在行动应用方面,其实功耗依然是行动产品厂商所最注重的,即便ARM11 MPCore能够达到极低的多核心同时工作功耗,但是依然无法与单核心版本相比,因此在行动应用上能见度不高。但是随着Intel推行 MID(Mobile Internet Device),类似的产品可望成为ARM11 MPCore架构的极大机会,因为即便是Stealey的下一代45nm产品Silverthorne,工字电感其功耗依然比MPCore高了5倍以上(加上芯片组的总功耗),且仅为单核心架构,在应用灵活度上明显不如MPCore架构,不过有1点值得注意的是,Silverthorne挟带了庞大的X86软件资源,ARM等基于RISC体系处理器在这方面要明显屈居于下风。

在RISC架构的类MID产品上,也可以考虑ARM最新的处理器架构,也就是Cortex-A8,该处理器基于最新的ARM v7体系,并且整合了1个64位DSP处理单元,对串流应用具备有极佳的加速能力,因此非常适用于类MID掌上型装置的多媒体、甚至是游戏应用。严格上来说,Co插件电感器rtex-A8也能算是多核心体系之一,但是其架构与MPCore之类的同质核心不同,而是采用1个通用处理器核心,并搭配个DSP核心而成的异质多核心处理器,相信这方面ARM向德州仪器公司借鉴了不少应用处理器的开发经验。


图说:Cortex-A8的结构示意图。

事实上,NOKIA的N770/N800便已经具备了MID的所有功能,而且更为轻薄短小,但遗憾的是,搭配原厂的1500mAh充电电池,其持续使用时间仅能达到3.5个小时,与一般市面上的UMPC产品相去不远,稍逊于Intel的MID产品,采用ARM体系处理器(N800采用基于 ARM1136J(F)-S核心的i.MX31应用处理器)的省电优势在此并没有被凸显出来,不过待机时间比之MID要略长。

坚持多执行绪路线的MIPS

或许可以视为意气之争,MIPS坚持与ARM实行不同的技术发展策略,ARM发展Multi Pr滤波电感器ocessor(MP,多处理器核心),而MIPS则往Multi Thread(MT,多执行绪)发展,就应用概念上来看,MP与MT技术两者均致力于提高处理器的整体性能,两者都可以减少任何应用当前软件执行绪的处理时间。但这两种技术采用了不同的硬件结构来减少处理时间,因此对于任意的特定软件程序代码来说,MP与MT对处理器性能的提升着程度上的不同。

但是会造成这样的结果,其实2家IP厂商的研发概念上有很大的关连。由于MT技术着重于处理单元、内存控制器的有效利用,在最大程度上节省晶体管的使用,并且在此前提之下往上提升效能表现,这与MP架构中,系统效能需求有多少,就复制多少个核心塞进芯片中的浪费作法完全不同,MP可以取得较为全面的应用广度,但是稍嫌铺张浪费,相较之下,MT在成本与效能方面的平衡性表现要来得高明些。

许多人将MP与MT相提并论,而在某种程度上,这样的比较其实并没有太大意义,因为基本设计概念已经天差地远,架构上的采用自然无法一概而论。在技术上,为了实现硬件多重处理,两者对于软件最佳化的复杂度方面其实都同样比单核心架构要来得复杂许多,而为了要尽量避免处理单元与内存控制器在资源分配上的冲突,MT架构或许会工字电感来得更为复杂一些,但MP架构其实在某些程度上也会面临同样的问题(特别是共享高速缓存与内存控制器的多核心架构)。不论是在指令层级,或是执行绪层级的多任务,都与传统单核心单执行绪的程序写作方式与最佳化方法大异其趣。

一般的MT架构设计方面,单一处理器核心在运算的过程中,常会有内存存取速度跟不上处理器频率增加的问题,进而导致高速缓存一体电感器错失(miss)时,形成执行管线长时间闲置的状况,我们都了解,1个系统中的储存单元,最快速的要属处理器中的缓存器,其次是L1高速缓存、L2快取记体,最后则是主存储器,其速度的差别可达数千倍以上,处理器要取得指令或数据时,必先从高速缓存中提取,储存于缓存器中进行运算,最终结果再回存到高速缓存,并在空闲时填回主存储器,当处理器向高速缓存发出存取需求,却发现所需要的数据不在高速缓存中,这是就必须花费大笔的时间前往主存储器寻找并读取,这其间所浪费的时间可能会高达数十个频率周期,处理管线在等待数据填补的时间,就形成了闲置状态。 平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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