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在ARM眾多的IP產(chǎn)品占領(lǐng)的微控制器和微處理器IP核市場(chǎng)，如果還有一家公司要與其在32位處理器IP上競爭，這談何容易？！ Cortus，一家總部位于法國蒙彼利埃的32位處理器IP供應商，已經(jīng)在深度嵌入式市場(chǎng)成功與ARM的Cortex M0競爭了九年。此外，Cortus認為其“極簡(jiǎn)主義”的方法是其在新興的連接設備市場(chǎng)扎根的關(guān)鍵。 在上周二，Cortus發(fā)布了一系列新的基于其第二代（V2）指令的產(chǎn)品。這家公司表示，它通過(guò)提升指令的密度，可以滿(mǎn)足新的連接設備的功耗與體積的要求。 為滿(mǎn)足SoC上不斷降低的功率消耗的設計需求，Cortus已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一套專(zhuān)門(mén)的指令集，用來(lái)減少系統的指令內存體積。公司的第一套使用V2指令集的產(chǎn)品APS23,就是針對低功耗且不停機/常接收數據的系統，以及對時(shí)鐘頻率要求更低的系統，例如藍牙低功率應用。 
APS23 Subsystem.(Image: Cortus) Cortus總裁CEO Michael Chapman對《電子工程專(zhuān)輯》表示，他們專(zhuān)注于減少指令內存的體積，他將其稱(chēng)為“系統內最大的單一元件”。通過(guò)采用V2指令集，Chapman聲稱(chēng)相比采用第一代V1指令集的內核，指令的平均密度改善了16%。 與此同時(shí)，Cortus還宣布了APS25 IP核，基于V2指令集的第二代產(chǎn)品系列。這款產(chǎn)品是專(zhuān)為需要支持雙核和多核系統的更高性能和更復雜的嵌入式系統設計的。 協(xié)處理器的接口和安全性 Tirias Research公司的首席分析師Kevin Krewell認為，Cortus提供的授權“有選擇且更靈活”，因此與ARM的一戰尚有機會(huì )。 Cortus的IP能夠提供“一個(gè)協(xié)處理器的接口和安全性”，因而與其最大的競爭對手ARM完全不同。Kevin說(shuō)，“與此相反，ARM強烈反對提供一個(gè)協(xié)處理器的接口，同時(shí)又緊緊控制著(zhù)它的指令集�！� 據Cortus說(shuō)，公司的協(xié)處理器接口允許其授權者去添加和設計特定的算法，同時(shí)讓其完全進(jìn)入CPU的寄存器。授權者即使是完全沒(méi)有CPU內部的知識，也可以這樣做。 這種區分最好的的例子是在安全上的應用。黑莓的子公司Certicom,采用了Cortus的擴展指令集，為其橢圓曲線(xiàn)Galois多字段加密/解密。 Cortus的IP允許 Certicom公司將其安全代碼與CPU緊密整合在一起。Krewell表示，這是Cortus在新興的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)上的一個(gè)重要的區別，這些領(lǐng)域的安全性“同等重要”。 Chapman表示，今天的處理器市場(chǎng)正處于計算設備的第三波浪潮中，之前是主機/PC和移動(dòng)設備。智能設備和可穿戴設備都是基于非標準的操作系統開(kāi)發(fā)的，它們受成本和功耗所驅動(dòng)。在這樣的環(huán)境下，“效率起著(zhù)重要的作用”。此外，“安全性也同樣如此”。 成長(cháng)歷史 Cortus是由一群立志于開(kāi)發(fā)更好的嵌入式的CPU的工程師成立的。在物聯(lián)網(wǎng)被談起之前，Cortus的天才們，是被Chapman蠱惑去做藍牙IP--軟件、硬件和有關(guān)的接口---將這些設計到一個(gè)8位的處理器中。 那個(gè)產(chǎn)品沒(méi)有成功，但它的失敗給了他靈感去開(kāi)發(fā)一個(gè)小的32位的處理器，用“一個(gè)較大的地址空間”來(lái)完成工作。那顆小CPU的理念現在已經(jīng)演變成為“為新一波的智能應用提供更好的CPU”的理想所取代。 迄今為止，Cortus，這家專(zhuān)注于更高硅片能效的32位處理器內核供應商，已經(jīng)簽到了38個(gè)授權，芯片出貨量已經(jīng)超過(guò)了7億顆。Cortus處理器內核的設計案例包括了今年7月Atmel收購的Newport Media所做的WiFi芯片， Point Chips、 Imagis和LeadingUI公司的觸摸屏控制器芯片，e2v、 Microsemi和NextChip的汽車(chē)傳感器，StarChip的智能卡，以及Discretix的安全芯片。 Cortus的故事與臺灣的晶心科技（Andes）類(lèi)似，它們的業(yè)務(wù)都是聚焦于嵌入式市場(chǎng)。晶心科技的CPU核目前應用于觸摸屏控制器、WIFI和藍牙、FM、GPS控制器，現在又瞄準了物聯(lián)網(wǎng)的Sensor hub。 Krewell認為，這個(gè)市場(chǎng)仍然為不同的內核提供著(zhù)很多的機會(huì )。 Krewell認為，盡管Andes公司已經(jīng)在臺灣生態(tài)系統上，通過(guò)它的努力取得了先發(fā)的優(yōu)勢，但Cortus這家歐洲的IP供應商還是有機會(huì )在安全方面擴展自己的業(yè)務(wù)。例如，智能卡業(yè)務(wù)在歐洲已經(jīng)發(fā)展得很成熟，但在安全IC伙伴已經(jīng)將6-8個(gè)安全操作系統植入到它們的內核中。 舉例說(shuō)， APS25能運行在兩個(gè)CPU上，一個(gè)主CPU和一個(gè)檢查CPU。在那樣的架構下，兩個(gè)內核可以同步執行同樣的代碼，如果兩個(gè)結果不一致，就會(huì )激發(fā)一個(gè)警報。Cortus介紹的另一個(gè)應用，是安全執行。最好的方法是將安全軟件物理上地一個(gè)運行在監控CPU上，而應用代碼運行在另一個(gè)CPU核上�！斑@樣的檢查架構是獨一無(wú)二的，”Krewell說(shuō)。它可以讓CPU內核“非常地可靠，并且非常地安全”。
Lock-step CPU.(Image: Cortus) 為什么要V2指令集？ 對于Cortus來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)出V2指令集來(lái)對付日益復雜的代碼非常有必要�！拔覀冏隽艘粋�(gè)全面的記錄和指令的壓縮，因此我們能夠減少代碼的體積，相比之前，CPU能夠更復雜地解碼，”Chapman說(shuō)。 Cortus V2的指令集可以混用16位、24位和32位的代碼，而不必切換模式。這個(gè)指令集相比上一代的V1，增加了在16位和32位指令的混用場(chǎng)景。 然而，Chapman表示Cortus會(huì )持續同時(shí)提供V1和V2。V1的產(chǎn)品對于小的固件體積來(lái)說(shuō)更有優(yōu)勢�！斑@兩個(gè)指令集在二進(jìn)制上并不兼容，如果我們在一個(gè)英特爾的世界中，這將是一個(gè)壞消息�！钡谏钋度胧綉弥胁⒎侨绱�。這兩個(gè)指令集在源代碼層反而是兼容的�！按a的壓縮減少了芯片上非易失性?xún)却娴拿娣e，這可以大大地降低成本�！� 規格 APS23，基于哈佛架構，提供16個(gè)32位的寄存器，一個(gè)三階的管道（pipeline）和一個(gè)順行乘法器。它還支持AXI4-Lite總線(xiàn)的Cortus APS外設。 在運算性能方面，這個(gè)內核提供了2.83 DMIPS/MHz，和一個(gè)1.44 CoreMarks/MHz。為芯片尺寸優(yōu)化的情況下，APS23 CPU最小可用性起于9.8 千門(mén)。動(dòng)態(tài)功耗在90納米處理工藝內可達12mw/MHz（Cortus對合成和代工方面不作限制）。 APS25也是哈佛架構，提供16個(gè)32位的寄存器，一個(gè)五除非的管道（pipeline），和一個(gè)并行的乘法器。它支持 AXI4總線(xiàn)和Cortus APS外設。 APS25內核中，最多可增加8個(gè)協(xié)處理器。Cortus的協(xié)處理器接口允許被授權者增加定制的協(xié)處理器，例如，一個(gè)加速度陀螺儀，或是一個(gè)信號處理器，而并不需要了解核內部的細節，該公司表示。協(xié)處理器指令可插入到C代碼作為函數調用。 |
