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飞思卡尔添助臂,简化向多核的迁移

时间:11-16 来源:飞思卡尔公司 点击:

多核开发与单核开发不同的另一个方面是如何集成软件和硬件。第一代多核处理器具有相同内核的多个实例。从另一方面来说,飞思卡尔QorIQ Qonverge平台在一个芯片上混合了处理元件: Power Architecture®内核、StarCore DSP和多个加速引擎。未来的产品将在一个芯片上提供更多内核,并且在一个芯片上混合不同的内核类型。最大的区别是所有内核都将被虚拟化。在一个虚拟化的系统中,应用的每个任务都需要映射至相应的处理模块。目前,该流程需要很多人力来完成。必须提供以更紧密的方式集成的分区工具、映射工具和分解工具,使软件工程师能够快速可视化分区,根据性能、功率、存储器等执行"假如"分析,然后选择目标实施并执行。

  下一个步骤是调试应用。该步骤的关键是能够观察这些复杂芯片的所有等级。大多数芯片在处理器内核等级都将具有可视性,但是您最终需要完整的内部可视性,包括I/O、存储器控制器和加速引擎。当您具有可视性以后,您还需要可控制性。

  您是否能够以非常精细的方式控制这些具有许多内核和不同内核类型的高度复杂的芯片? 您是否能够控制数据的移动方式?为了找到答案,您可以针对数据如何移动执行快速的"假如"分析。这使您可以获得系统可视性。然后,您拥有了一个"旋钮",您可以从来自"假如"分析的目标方案中获得更高性能。这涉及软件和硬件。 芯片中如果没有正确的调试hook,它将不具有可视性。如果调试hook存在,但是API未将其暴露给工具和调试器,将没有可视性。如果没有芯片hook也将没有可控制性,并且hook应与工具套件集成。

  飞思卡尔QorIQ多核SDK和CodeWarrior开发工具嵌入了广泛的可视性,可接入至我们的处理器中,因此开发人员可以完全利用内核和资源,并调试复杂的片上交互。

  飞思卡尔的嵌入式管理程序对于虚拟化非常重要,它是嵌入式通信处理领域第一款具有最高性能的处理器。管理程序是系统级软件,允许多个操作系统访问常用外设和存储器资源,并且在多个内核之间提供通信机制。 在一个多核系统中,任务不应以物理的方式映射至处理资源。

  如果资源进行虚拟化,那么任何任务都可以访问任何虚拟资源,以便使工作完成。这使计算资源能够灵活、有弹性并且不会硬性绑定至任何任务。例如,作为嵌入式应用中的虚拟化选择,在基于飞思卡尔Power Architecture的多核SoC中支持基于Linux内核的虚拟机(KVM)。这是一个非常复杂的领域,飞思卡尔投入了巨大的资金,以便为客户提供多核系统最重要的优势之一: 灵活的资源使用。

  面向多核设计的硬件

  由于系统有了更多的多核处理器和处理能力,因此需要将不同应用上的硬件充分利用起来,这些应用在整个系统解决方案内可能并行运行,执行不同的任务。在多核系统中,许多不同的应用都需要访问外设和SoC。例如,您可以在SoC接入多个内核,但是无法始终在系统中增加相应的I/O,因为受到芯片中引脚数量的限制。为了将八个内核集成至SoC,并且能够使两个以太网端口对于不同内核以多个以太网端口的形式出现,您必须添加针对不同应用隔离SoC的不同部分的虚拟化技术。软件芯片在该单一SoC上运行,同时感知底层硬件具有为其提供的数量显著较大的资源。

  飞思卡尔的优势之一在于我们如何在SoC中采用该虚拟化并提高性能。当飞思卡尔开始开发多核SoC时,我们需要基于不同的应用类型以许多不同的方式为其提供安全、可靠的分区方式。基于现有SoC基础设施开发多核SoC的一个常见方式是使用共享总线。但是,该方法限制带宽和延迟。飞思卡尔从一开始就解决了这些架构挑战。 利用具有规模合适的互联,因为SoC本身是一个小型网络,各个SoC组件之间不会争用资源。从一开始起,针对在我们客户的系统中指配多核器件的最佳方式,飞思卡尔已经制定了多个架构和应用级决策。

  节省能源

  在关注多核能源管理方面,飞思卡尔具有多年的历史。符合美国的EnergyStar、日本的Top Runner和EU Code of Conduct等协议使我们的客户能够随时间推移节省能源。我们的PowerQUICC 8315、8536处理器和QorIQ P1022处理器具有数据包无损以太网等功能,可以使设备进入深度睡眠模式。该模式关闭内核和缓存,并从SoC中去掉电源。SoC的各个部分是有效的,并且能够处理一些关键事件,可以在合适的时间、合适的条件下唤醒设备。当有效负载被处理后,它将进入深度睡眠模式。QorIQ P1022处理器用于打印机等EnergyStar设备,并满足多种能源要求,例如在深层睡眠模式中只有200–300毫瓦的损耗。

飞思卡尔另一个领先的节电技术称为级联电

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