飞思卡尔QorIQ通信处理器内部架构详解

　　通信领域的强者

　　现在，您听的歌是否是直接从云端读取的？您幸福家庭的合影是否也在云端备份？您是否与远在千里之外的亲朋好友通过网络交流？您享受便利的网络服务背后，有飞思卡尔半导体QorIQ通信处理器的一份功劳。QorIQ系列多年来一直作为业界通信处理器的主力军，但是为了应对信息大爆炸和物联网的迅速发展，QorIQ也在不断革新。去年，飞思卡尔推出的QorIQ系列新产品就扩展了其QorIQ T1和T2系列64位处理器。

　　飞思卡尔对基于Power Architecture架构的处理器不断投入，例如可支持4个64位e5500 Power Architecture处理器内核的QorIQ T1040和T1042，基于Power Architecture e6500核的八虚拟内核T2081，这也使得QorIQ系列通信处理器能在通信网络领域将自己的优势发挥得淋漓尽致。

　　性能决定使命

　　QorIQ T1/T2器件集成了CoreNet，PCI Express和以太网组网接口，将可编程和固定处理单元组合在一起，包括提供网络和通信所需要的高性能数据路径加速架构（DPAA）。DPAA适用于数据包解析、分类和分发，其支持调度、数据包排序和堵塞管理的队列管理；支持硬件缓冲管理，可缓冲分配和取消分配；具有加密加速（SEC5.0）和模式匹配引擎（可达5 Gb/s）；还有5个千兆以太网接口。凭借智能集成、先进的工艺技术和成熟的设计能力，飞思卡尔提供了最佳的性能和可扩展性，同时支持针对更节能设计进行灵活的功率调整。

　　T1040和四核T1020是业界首款集成了8端口千兆以太网交换机的64位嵌入式处理器，它们还包括飞思卡尔DPAA引擎，支持一组丰富协议的 QUICC引擎模块，共享的虚拟化技术和下一代安全功能。从1.2 GHz~1.4 GHz的高性能扩展性和周密的电源管理系统可以支持无风扇、高能效设计的深度睡眠模式。T1040和T1020处理器提供领先的每瓦性能，并降低整体系统成本、功耗和设计复杂性，使它们成为低成本路由器的理想选择。通过将关键任务分流至交换机，CPU得以处理其他任务，以同样的功耗，提供相当于飞思卡尔当代QorIQ P1处理器2至4倍的性能。目标应用包括企业和服务提供商交换和路由设备、安全设备，以及工厂自动化与智能电网组网产品等工业产品。

　　双核T1022处理器提供与飞思卡尔当代QorIQ P1/P2器件相比超过2~4倍的性能和SerDes带宽，同时保持相同的功率预算。它面向各种功耗敏感的应用，如企业交换机和路由设备、安全设备，和工厂自动化组网产品。

　　28 nm QorIQ T2080和T2081通信处理器具备T系列旗舰产品T4240的架构创新特点，并以更低的功耗和价格应用于8个虚拟内核的中端平台中。T2081集成了 4个双线程Power架构e6500内核，运行速率高达1.8 GHz，并提供2倍或更好的内核能力、缓存大小、SerDes带宽和以太网连接，同时保持与飞思卡尔45nm QorIQ P系列中级器件相同的功耗。主要功能包括先进的虚拟化技术、广泛的I/O选项、DPAA和强大的安全功能。e6500内核的双线程技术是单线程性能的 1.7倍，提供128位AltiVec单指令多数据向量运算单元，执行原来由DSP执行的计算操作，如媒体加速和雷达信号处理，但比DSP的功耗低很多。 T2081面向控制平面或集成的控制和数据平面处理。目标应用包括移动回程设备、LTE / WCDMA信道卡、控制卡和网卡，以及测试和测量产品。

　　图1 QorIQ T1040和T1042通信处理器内部架构

　　物联网就在你身边

　　从工业自动化、医疗、移动终端厂商到互联网公司，大型的软、硬件企业都在推行"云服务"，物联网正在迅速发生、发酵，就在您身边为您服务，而不再遥不可及。未来的世界将是人、设备及系统三者互连的世界。这就需要更安全、更智能的多核平台，更节能、更便宜、更易使用的设备。飞思卡尔提供的QorIQ处理平台必将在该领域大展拳脚。

　　这里要再次强调一下QorIQ T系列通信处理器内部的网络单元。（1）SerDes：8个通道，可达5 Gb/s，支持SGMII、QSGMII、PCIe和SATA；（2）以太网接口：8端口千兆以太网交换机。以太网交换机对网络设备制造商尤为重要，因为它可以帮助他们减少系统芯片数量，加速开发，降低相关的成本和功耗。正是由于这些网络单元，才能让QorIQ T1/T2器件在处理大量数据时游刃有余。

　　永不止步的创意

目前，飞思卡尔在有线及无限通信嵌入式处理器领域排名第一，占有52%的市场份额。为了应对物联网的发展，飞思卡尔正在加快网络相关产品的智能化，推出了一个具有革命性的方法，推出了称为软件感知的Layerscape架构，它被誉为下一代QorIQ平台的基矗Layerscape是一个以软件和编程能力为主的方法，也是一个与核无关的架构，既可以用Power