可擴(kuò)展多核嵌入式處理器優(yōu)勢凸現(xiàn)
在2007年第十二屆國際集成電路展上,首次進(jìn)入中國市場的IntellaSys公司帶來了他們極具挑戰(zhàn)性的最新成果——可擴(kuò)展多核嵌入式處理器以及用于下一代消費(fèi)電子產(chǎn)品的“三重播放”芯片解決方案。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/78359.htm
IntellaSys公司亞太區(qū)銷售副總裁王彥之介紹說,近年來的發(fā)展趨勢是把一個(gè)甚至兩個(gè)DSP核和高速乘法器/累加器電路結(jié)合起來,跟上多媒體的速度。但是,由于增加更高位流的速度要求看來是無止境的,這種方法很有可能要達(dá)到它的極限。一個(gè)更好的方法是把幾個(gè)處理器核集成到芯片上,每一個(gè)都比復(fù)雜的DSP核簡單,但是每一個(gè)處理器核都有一個(gè)高速乘法器/累加器。這些處理器核如果妥善設(shè)計(jì),就可以把計(jì)算任務(wù)分配給各個(gè)處理器核共同進(jìn)行,從而能夠執(zhí)行復(fù)雜的算法。當(dāng)然這要重新寫入算法,以便把計(jì)算任務(wù)分解,由多個(gè)處理器核分擔(dān),結(jié)果可能令人難以置信地提高了處理器的能力。例如,可以讓1個(gè)處理器核去管理外接存儲器,讓8個(gè)處理器核負(fù)責(zé)快速富利葉變換,完成多媒體算法,再讓幾個(gè)處理器核帶動應(yīng)用系統(tǒng)中各種I/O子系統(tǒng)。這與使用單個(gè)處理器處理多任務(wù)的傳統(tǒng)方法是完全不一樣。例如,MP3的音頻處理可用8個(gè)處理器內(nèi)核實(shí)現(xiàn)、而H.264的編解碼則需要16個(gè)處理器內(nèi)核。
王彥之說,公司此次展示的將聲音、數(shù)據(jù)、圖像“三重播放”芯片解決方案中就采用了擁有40個(gè)18位處理器內(nèi)核的SEAforth多核處理器。SEAforth-40多核處理器將4個(gè)A/D和4個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器和布置成10×4(40個(gè))處理器核組合在一起,每個(gè)處理器的處理速度是每秒執(zhí)行10億條指令,每個(gè)處理器核含有128個(gè)字節(jié)RAM和128個(gè)字節(jié)ROM,2個(gè)SPI I/O口,25位通用并行I/O和8位SD從端口,而一個(gè)典型應(yīng)用系統(tǒng)的全部功耗只有250mW。王彥之表示,SEAforth多核處理器提供的是一種可擴(kuò)展的解決方案,由于應(yīng)用軟件位于處理器核之外,當(dāng)發(fā)生某些改變時(shí)只需修改應(yīng)用軟件,因此可以縮短產(chǎn)品面市時(shí)間,降低客戶成本。目前公司已推出了24核、40核的產(chǎn)品,計(jì)劃將在明年推出一款多達(dá)100個(gè)~120個(gè)內(nèi)核的嵌入式處理器產(chǎn)品。
隨著越來越多嵌入式處理器芯片應(yīng)用在移動應(yīng)用系統(tǒng)中,對低功耗的要求越來越重要。但對多核芯片能夠按照數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)來啟動處理器核或者讓它停下來,因此節(jié)電的辦法要簡單得多。王彥之介紹,在多核處理器中各個(gè)處理器核之間的數(shù)據(jù)通路是自動同步的,完全沒有必要對處理器本身進(jìn)行同步。這就是說,不需要一個(gè)中央時(shí)鐘為每個(gè)處理器核提供時(shí)鐘信號。沒有了中央時(shí)鐘,也就意味著可減少幾百萬個(gè)晶體管隨時(shí)鐘信號的每一次嘀嗒一聲而消耗功率。多核處理器中,每個(gè)處理器核各有一個(gè)時(shí)鐘(一個(gè)簡單的環(huán)形振蕩器),它的速度和硅半導(dǎo)體的速度一樣快。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),我們估計(jì),在任一時(shí)刻,只有三分之一的處理器核在工作,過幾納秒后,另外一組處理器核接通電源。但仍然大約只有三分之一的處理器核在工作。這樣就能有效地降低整個(gè)芯片的功耗,約降低了三分之二,從而進(jìn)一步提高了整個(gè)系統(tǒng)的性能。
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