|
異構多核架構即結合兩種或多種不同類(lèi)型的微處理器或微控制器的架構。因其能夠提供更高的處理器性能、更有效的電源利用率，并且占用更少的物理空間，近來(lái)在嵌入式領(lǐng)域得到了大范圍推廣，特別是在強調整合功能性和連通性的高性能嵌入式設備方面。但是，與異構多核硬件平臺的發(fā)展速度相比，相應的軟件支持比較滯后。畢竟只有軟硬件兼具的解決方案才能充分發(fā)揮這一架構的優(yōu)勢，真正實(shí)現芯片的性能、面積、功耗之間的最佳組合。 針對這一現狀，Mentor推出了嵌入式軟件行業(yè)首款針對異構多核SoC開(kāi)發(fā)的全面解決方案，該方案可為包括Linux平臺、實(shí)時(shí)操作系統(RTOS)、Android系統和裸系統應用的多操作系統設備進(jìn)行設備配置、部署和系統優(yōu)化。 全面的異構多核嵌入式軟件解決方案 “異構架構可以為至少兩個(gè)不同類(lèi)型的用于先進(jìn)嵌入式系統設計的微處理器或微控制器提供多個(gè)操作環(huán)境。該任務(wù)不易實(shí)現，因為它需要功能性和連通性的無(wú)縫整合，這樣才能設計出高性能的嵌入式設備�！盡entor嵌入式軟件部門(mén)(ESD)運行解決方案資深產(chǎn)品經(jīng)理Felix Baum介紹，“下一代SoC通過(guò)異構核來(lái)擴展目前的多核同構架構，促成獨特的嵌入式系統的發(fā)展。該系統的成功應用，超越了傳統的對稱(chēng)多處理(SMP)和非對稱(chēng)多處理(AMP)方法。 ” 傳統的開(kāi)發(fā)方式不適合異構系統，因為設計師需解決如下挑戰：如何在處理器上配置和部署多個(gè)操作系統和應用程序；如何協(xié)調使用微處理器和微控制器，從而高效啟動(dòng)多個(gè)操作系統；如何在多核處理器或異構處理器間的獨立子系統之間進(jìn)行通信。這些都為設計師的工作增加了一定的難度。 “Mentor的集成設計解決方案具有獨特的定位，便于嵌入式開(kāi)發(fā)人員在研發(fā)過(guò)程中充分利用這些復雜的異構SoC�！盕elixBaum表示，“該方案涵蓋了為多操作系統設備提供設備配置、部署和系統優(yōu)化等功能，而所謂的多操作系統則包括Linux平臺、實(shí)時(shí)操作系統(RTOS)以及裸系統應用—本地執行或基于Hypervisor執行�！� Mentor異構多核系統嵌入式開(kāi)發(fā)方案(圖1)的新特征包括：支持Mentor嵌入式Linux、Nucleus RTOS和裸系統應用的remoteproc機制，有助于整個(gè)異構SoC多核操作系統和應用程序的配置、開(kāi)發(fā)、部署和管理；在不同的操作系統中大規模應用VirtIO、rpmsg和多核通信應用程序接口(MCAPI)，可為分離設備子系統提供有效的處理器間通信(IPC)；擁有圖像調試和性能分析工具，能夠在操作系統和應用層面提供整個(gè)系統的同步視角。 圖1：Mentor針對異構多核嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的全面解決方案。 據了解， Mentor Embedded Hypervisor是針對嵌入式應用程序和智能連接設備而特別研發(fā)的占用內存小的Type1型虛擬機產(chǎn)品，借助這一嵌入式系統，研發(fā)人員可將應用程序集成和整合到多核處理器上，并利用ARM TrustZone技術(shù)，開(kāi)發(fā)出高性能的嵌入式系統。 針對OMAP5的應用案例 德州儀器(TI)的OMAP5是典型的異構多核處理器平臺(圖2)，它集成了2個(gè)ARM Cortex-A15和2個(gè)ARM Cortex-M4內核，專(zhuān)為驅動(dòng)移動(dòng)計算設備和消費產(chǎn)品而設計。 圖2：在TI OMAP 5上部署異構多核系統的應用案例。 在TI OMAP 5上部署Mentor的異構多核系統的應用案例中，Mentor的嵌入式虛擬機覆蓋了兩個(gè)Cortex-A15內核，先運行虛擬機，再運行兩個(gè)嵌入式Linux操作系統(一個(gè)Linux操作系統負責用戶(hù)界面，另一個(gè)負責與遠端的通信)。 此外，一個(gè)Cortex-M4負責收集實(shí)時(shí)數據，運行Nucleus實(shí)時(shí)操作系統，這屬于相對比較簡(jiǎn)單的應用，因此不需要虛擬機進(jìn)行管理。而另一個(gè)M4內核可以負責電源管理或傳感器管理等，在本案例中未進(jìn)行體現。 Felix Baum強調，這一系統部署非常靈活，虛擬機運行什么系統可以根據具體情況來(lái)安排。而不同核之間的通信機制有VirtIO、rpmsg(IPC)和remoteproc等，既保證了系統的高速運行，也保證了私有系統之間的保密性。在與TI的合作中，將Mentor的嵌入式軟件技術(shù)與TI的多核器件相結合，創(chuàng )建了一個(gè)理想的生態(tài)系統，便于客戶(hù)輕松開(kāi)發(fā)出尖端的產(chǎn)品。 “目前Mentor的解決方案僅適用于基于A(yíng)RM內核的異構多核嵌入式系統開(kāi)發(fā)。除了處理器產(chǎn)品，我們同時(shí)也在積極和FPGA廠(chǎng)商合作，會(huì )盡快推出適用于SoC FPGA產(chǎn)品的解決方案�！盕elixBaum說(shuō)。 |
