Synopsys公告將推出64位嵌入式處理器IP

Synopsys發(fā)表公告，表示將推出新的64位ARC處理器IP，可將高端嵌入式應(yīng)用的性能提高3倍。新的64位ARCv3 ISA支持52位物理和64位虛擬地址空間，以實現(xiàn)對更大內(nèi)存的有效訪問;ARC HS5x(32位)和HS6x(64位)處理器可從1個內(nèi)核擴展到12個內(nèi)核，每個內(nèi)核的性能高達(dá)13,750個CoreMarks和8750 DMIPS;新的HS6x處理器實現(xiàn)了完整的64位流水線和寄存器集，并與現(xiàn)有ARC EM和HS系列向后兼容。此外，MetaWare Development Toolkit簡化了高度優(yōu)化的高密度代碼的開發(fā)和調(diào)試。

Synopsys的新聞稿中同時還指出，新型ARC HS處理器的多核版本包括一個創(chuàng)新的互連結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可鏈接多達(dá)12個內(nèi)核并支持多達(dá)16個硬件加速器的接口，同時保持內(nèi)核之間的一致性。處理器可以配置為實時運行，也可以配置為支持對稱多處理(SMP)Linux和其他高端操作系統(tǒng)的高級內(nèi)存管理單元(MMU)。為了加速軟件開發(fā)，ARC MetaWare開發(fā)工具包支持ARC HS5x和HS6x處理器，該工具包生成高效的代碼。新型ARC HS處理器旨在滿足各種高端嵌入式應(yīng)用的功率，性能和面積要求，包括固態(tài)驅(qū)動器(SSD)，汽車控制和信息娛樂，無線基帶和無線控制。

乍一看，可以認(rèn)為這只是對流行的ARC處理器系列的一些新增功能的公告。雖然這是事實，但故事還有很多。新發(fā)布的處理器IP有可能改變嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方式。The Linley Group的高級分析師Mike Demler表示：“類似網(wǎng)絡(luò)，存儲和無線設(shè)備等高端嵌入式系統(tǒng)日益復(fù)雜，這就要求要求在設(shè)計相關(guān)芯片時要做到在不犧牲功率效率的情況下提供更高的處理器功能和性能?！岸? Synopsys的新型ARC HS5x和HS6x CPU滿足了這些需求，同時它們還提供了支持未來嵌入式系統(tǒng)需求所需的可配置性和可伸縮性?！?

為什么我認(rèn)為此公告很重要?首先，基礎(chǔ)知識。新聞稿中的以下句子很好地說明了這一點：“的32位ARC HS5x和64位HS6x處理器擁有單核和多核版本，是使用新超標(biāo)量ARCv3指令集體系結(jié)構(gòu)(ISA)的實現(xiàn)、在典型條件，在16納米制程技術(shù)中，每個內(nèi)核可提供多達(dá)8750 DMIPS下，這使其成為迄今為止性能最高的ARC處理器?！敝眯碌男阅軜?biāo)準(zhǔn)很重要，但這僅僅是故事的開始。

從上面的公告可見，這些新的處理器內(nèi)核可在多個方向上擴展功能，并為嵌入式應(yīng)用創(chuàng)建了新的“畫布”。一些功能使工作變得更輕松;有些從根本上創(chuàng)造了新的機會。關(guān)于簡化工作，64位處理器最多支持52位物理地址空間，該地址空間可以直接尋址最多4.5 PB。這有很大的創(chuàng)新空間，并且比其他任何東西都大得多。此外，每個處理器群集最多支持12個具有L1緩存一致性的一致性CPU內(nèi)核。但當(dāng)今大多數(shù)應(yīng)用都只支持四個CPU內(nèi)核，其中一些提供多達(dá)八個。12個內(nèi)核而不會降低吞吐量，為新應(yīng)用打開了機會。處理器可以配置為實時運行，也可以配置為支持對稱多處理(SMP)Linux和其他高端操作系統(tǒng)的高級內(nèi)存管理單元(MMU)。

另一個值得注意的功能是，新處理器支持多達(dá)16個具有內(nèi)存一致性的用戶實現(xiàn)的硬件加速器。硬件加速器代表了許多應(yīng)用的“秘密”。很少有處理器直接支持硬件加速器，且很多僅支持一種。這個處理器改變游戲規(guī)則，這些功能使這些處理器內(nèi)核極為靈活，并提供了許多電源優(yōu)化機會：支持所有CPU內(nèi)核和硬件加速器的異步時鐘，從而允許以與互連和處理器集群中其他內(nèi)核不同的速度為內(nèi)核提供時鐘;支持所有CPU內(nèi)核，所有硬件加速器和互連本身的單個電源域;支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ACE接口，以輕松連接到可能在SoC中實現(xiàn)的片上網(wǎng)絡(luò)(NoC);具有偵聽功能的CPU內(nèi)核之間的一致性，以及具有偵聽功能的硬件加速器之間的一致性;在軟件控制下的群集共享內(nèi)存，可用于在CPU內(nèi)核，硬件加速器和NoC之間移動數(shù)據(jù);對高達(dá)16 MB的緊密耦合內(nèi)存(CCM)的高帶寬，低延遲訪問，可在CPU內(nèi)核和硬件加速器之間共享，從而提供對本地內(nèi)存的單周期訪問;新處理器向后兼容EM，HS3x和HS4x處理器，非常方便。

Synopsys的ARC MetaWare Development Toolkit支持軟件開發(fā)，該工具包包括針對處理器的超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化的高級C / C ++編譯器，用于調(diào)試和分析代碼的多核調(diào)試器以及用于預(yù)硬件軟件開發(fā)的快速指令集模擬器(ISS) 。精確周期的模擬器也可用于設(shè)計優(yōu)化和驗證。對處理器的開源軟件支持包括Zephyr實時操作系統(tǒng)，優(yōu)化的Linux內(nèi)核，GNU編譯器集合(GCC)，GNU調(diào)試器(GDB)以及相關(guān)的GNU編程實用程序(binutils)。與所有ARC處理器一樣，這些處理器也包括支持自定義指令支持的ARC處理器擴展(APEX)技術(shù)。統(tǒng)計顯示，大約80%的ARC用戶使用了此功能。