飛思卡爾的八核心微處理器重新定義了高科技嵌入式多重核心處理技術

本文作者:admin       點擊: 2008-06-18 00:00
前言:
飛思卡爾半導體,推出了QorIQ P4080多重核心處理器 – 這是一款最先進的八核心通訊處理器,為嵌入式多核心領域的性能、功率效益及可編程能力方面,都樹立了新的里程碑。

飛思卡爾全新QorIQ產品線的指標性產品P4080多重核心處理器,使用45-奈米的製程技術。結合了先進的Power Architecture核心、三段式快取架構、創新的CoreNet晶片內建架構、以及可以在最高30瓦的功率範圍內提供極致效能的資料路徑(datapath)加速功能。

飛思卡爾網路和多媒體事業部資深副總裁暨總經理Lynelle McKay表示:「我們所推出的新款QorIQ P4080處理器,能夠因應目前巨幅成長的效能需求,卻不會對研發人員造成負擔。我們徹底檢討了第一代多重核心元件的各種問題後,成果就是P4080。透過突破性的新技術,並與事業伙伴密切合作,我們很肯定客戶可以獲得他們所需的一切,並充分運用本公司架構所帶來的優勢。」

QorIQ P4080能夠同時處理控制面、資料面及應用層級的處理作業。所適用的應用範圍包括交換器、企業級與服務供應商的路由器、媒體存取閘道器、基地台控制器、廣播網路控制器(RNC),以及廣泛應用在網路、電信、工業、軍用及航太等市場的通用嵌入式演算系統等等。

IDC的網路、寬頻暨儲存領域資深分析師Aileen Arcilla指出:「多重核心通訊處理器非常適合用來處理現今的網路所面對的多項挑戰 – 包括管理日益增加的複雜度、以及設法控制目前功能龐大、但頻寬卻緊縮的各種服務所造成的流量。多重核心元件的潛力,在於能夠將控制面、資料面、以及應用處理作業整合在單一晶片當中,但卻能以極低的功率達到最佳的效能,這種特性絕對可以促成嵌入式多重核心市場的成長。」

提升效能的關鍵架構
P4080單晶片系統具備八個先進的Power Architecture® e500mc核心,頂級時脈可達1.5 GHz。每一個核心均配備自己專屬的128KB L2後端快取,並共享2MB的前端L3快取。該元件的最大特色,在於每一個處理器都彼此獨立,包括可以各自啟動或重設每一個e500mc核心。核心可以模擬成八組平行處理(SMP)的核心、或是八組完全不對稱處理(AMP)的核心,甚至還能夠組合SMP與AMP,以程度不等的獨立性運作。此外,核心也能各自執行不同的作業系統(OSes),甚至不需倚靠作業系統便能運作,讓使用者在分隔控制、資料路徑及應用處理時,能夠擁有相當大的彈性。

而整體效能的提升,則要歸功於資料路徑加速架構(Datapath Acceleration Architecture,DPAA),既能提供高速網路的效能、又能降低軟體的複雜度。這個加速架構與核心協同合作,就能控管封包選徑、安全性、QoS,甚至檢驗封包內容,讓核心可以專注在加值服務及應用處理等作業上。CoreNet架構則解決了共用匯流排/記憶體架構下所引起的匯流排衝突、瓶頸及延遲問題,當這些傳統多重核心的問題獲得解決後,效能便獲得了進一步的提升。

QorIQ P4080使用了多種高速I/O技術,包括雙重10-Gbps乙太網路(XAUI)控制器、八組1-Gbps乙太網路(SGMII)控制器、三組最高速度可達5GHz的PCI Express v2.0控制器/連接埠、以及兩組最高速度可達3.125GHz的串列式RapidIO® 1.2控制器/連接埠。

解決嵌入式多重核心時代的研發問題
為了加速應用研發、並拓展多重核心元件的視野,飛思卡爾與模擬軟體廠商Virtutech合作,製作了第一款混合模擬環境。這個環境融合了Virtutech的Simics™模擬器的快速功能模式、以及QorIQ P4080處理器平台的詳盡功能模式,研發人員可以擁有一個準備就緒的模擬環境,所有的項目都顯而易見、且易於控制,但卻完全不受現實世界中沒有硬體可用的限制。透過混合模型,研發人員可以分隔核心及程式碼,進行各種場景模擬。他們也可以配置並啟動作業系統、同時為軟體進行開發、除錯及測試。這個測試環境也允許軟體設計師調節他們所撰寫的驅動程式、中介軟體及應用程式碼。

此外,飛思卡爾也在QorIQ P4080中針對除錯功能作了調整,並與事業伙伴合作,確保現有的工具能夠充份運用各種新功能。新的除錯功能包括以Aurora為基礎的高速追蹤、Nexus追蹤、內建的指令追蹤、監視點(watchpoint)觸發裝置、事件間(cross-event)觸發裝置、效能監控及其他由Power ISA所定義的除錯功能。這些功
 

能促成了動態式的除錯,對於在不同核心的作業之間可能發生的複雜互動來說,將有助於讓一切都易於監測及分析。

QorIQ P4080同時也提供了嶄新的嵌入式管理程序硬體分隔功能,讓系統設計師能夠確保任何CPU上執行的軟體,只能使用其有權使用的限定資源(記憶體、週邊等等)。嵌入式管理程序將運算資源的實體特性加以隱藏,藉此簡化研發過程。此外亦有助於多重作業系統之間的安全性及自主操作,並讓作業系統彼此共用處理器核心、記憶體、以及其他晶片內建功能之類的系統資源。管理程序同時也包括了分散式的週邊存取管理單元,能夠為系統中所有的匯流排主控提供定址轉換及存取控制。

關於QorIQ通訊平台
飛思卡爾的QorIQ通訊平台是飛思卡爾頂級PowerQUICC®通訊處理器的新一代創舉。該平台使用高效能的Power Architecture®核心,在可靠度、安全性以及服務品質等各種網路連線需求上,都拓展到全新的領域。飛思卡爾QorIQ平台及其發展藍圖共由五種平台所組成(P1、P2、P3、P4與P5),涵蓋了單一、雙重以及多重等核心組態,當客戶需要轉移至多重核心、或是需要保留未來的升級路徑時,就有合適的解決方案可供選擇。關於QorIQ平台的進一步詳情,請參閱
www.freescale.com/multicore。

取得方式
QorIQ P4080元件的混合模擬模型將會在本週所舉行的飛思卡爾技術論壇中展示,預計會在今年下半年由Virtutech推出。QorIQ P4080處理器則預計在2009年年中開始送樣。

關於飛思卡爾半導體(Freescale Semiconductor)
飛思卡爾半導體為全球知名嵌入式半導體設計與製造領導廠商,其產品應用遍及汽車用電子、消費性電子、工業電子、網路電子以及無線網路市場等領域。飛思卡爾半導體是一家跨國私有公司,總部位於德州奧斯汀,其設計、研發、製造和業務等部門分布於全球30多個國家。飛思卡爾是全球最大的半導體公司之一,2007年營業額為57億美金。欲知詳情請參考網址:www.freescale.com

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