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(shí)現(xiàn)對(duì)更大內(nèi)存的有效訪問(wèn);ARC HS5x(32位)和HS6x(64位)處理器可從1個(gè)內(nèi)核擴(kuò)展到12個(gè)內(nèi)核，每個(gè)內(nèi)核的性能高達(dá)13,750個(gè)CoreMarks和8750 DMIPS;新的HS6x處理器實(shí)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(jiǎn)化了高度優(yōu)化的高密度代碼的開(kāi)發(fā)和調(diào)試。

Synopsys的新聞稿中同時(shí)還指出，新型ARC HS處理器的多核版本包括一個(gè)創(chuàng)新的互連結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可鏈接多達(dá)12個(gè)內(nèi)核并支持多達(dá)16個(gè)硬件加速器的接口，同時(shí)保持內(nèi)核之間的一致性。處理器可以配置為實(shí)時(shí)運(yùn)行，也可以配置為支持對(duì)稱多處理(SMP)Linux和其他高端操作系統(tǒng)的高級(jí)內(nèi)存管理單元(MMU)。為了加速軟件開(kāi)發(fā)，ARC MetaWare開(kāi)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(dòng)器(SSD)，汽車控制和信息娛樂(lè)，無(wú)線基帶和無(wú)線控制。

乍一看，可以認(rèn)為這只是對(duì)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(shí)，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(jì)方式。The Linley Group的高級(jí)分析師Mike Demler表示：“類似網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)和無(wú)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(jì)相關(guān)芯片時(shí)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(shí)它們還提供了支持未來(lái)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(shí)。新聞稿中的以下句子很好地說(shuō)明了這一點(diǎn)：“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(shí)現(xiàn)、在典型條件，在16納米制程技術(shù)中，每個(gè)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(kāi)始。

從上面的公告可見(jiàn)，這些新的處理器內(nèi)核可在多個(gè)方向上擴(kuò)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(jī)會(huì)。關(guān)于簡(jiǎn)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(gè)處理器群集最多支持12個(gè)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(gè)CPU內(nèi)核，其中一些提供多達(dá)八個(gè)。12個(gè)內(nèi)核而不會(huì)降低吞吐量，為新應(yīng)用打開(kāi)了機(jī)會(huì)。處理器可以配置為實(shí)時(shí)運(yùn)行，也可以配置為支持對(duì)稱多處理(SMP)Linux和其他高端操作系統(tǒng)的高級(jí)內(nèi)存管理單元(MMU)。

另一個(gè)值得注意的功能是，新處理器支持多達(dá)16個(gè)具有內(nèi)存一致性的用戶實(shí)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(gè)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(jī)會(huì)：支持所有CPU內(nèi)核和硬件加速器的異步時(shí)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(shí)鐘;支持所有CPU內(nèi)核，所有硬件加速器和互連本身的單個(gè)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(shí)現(xiàn)的片上網(wǎng)絡(luò)(NoC);具有偵聽(tīng)功能的CPU內(nèi)核之間的一致性，以及具有偵聽(tīng)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(dòng)數(shù)據(jù);對(duì)高達(dá)16 MB的緊密耦合內(nèi)存(CCM)的高帶寬，低延遲訪問(wèn)，可在CPU內(nèi)核和硬件加速器之間共享，從而提供對(duì)本地內(nèi)存的單周期訪問(wèn);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(kāi)發(fā)，該工具包包括針對(duì)處理器的超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化的高級(jí)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(kāi)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(jì)優(yōu)化和驗(yàn)證。對(duì)處理器的開(kāi)源軟件支持包括Zephyr實(shí)時(shí)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(shí)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(kuò)展(APEX)技術(shù)。統(tǒng)計(jì)顯示，大約80%的ARC用戶使用了此功能。