挑戰多核
據Semico Reserch資深分析師Tony Massimini介紹,2010年微邏輯(微處理器、微控制器和DSP)出貨量2010年將增長36.3%,而2009年下降了10.4%。微邏輯營業額由微處理器和計算市場主導,但從數量上來看,MCU(微控制器)占主流,MPU只占20%。可見,微處理器/MPU的數量雖相對不高,但營業額很重要。
微處理器/MPU的熱門話題是多核,盡管業界對未來的主流將是十幾核、幾十核還是上百核的預見各不相同,但對多核軟件的關鍵作用卻不謀而合。大家一致認同——不論未來處理器的內核數量將是多少,其性能優勢的發揮將取決于軟件的設計與調優。因此,未來多核嵌入式軟件人員必將擁有極為廣闊的發展空間。近日,風河(Wind River)公司在中國多個城市舉辦了2010開發者區域大會,主題是“多核的現在與未來”。在北京站期間,本刊訪問了風河CTO(首席技術官)Tomas Evensen。
嵌入式多核的宏觀趨勢
嵌入式多核系統的宏觀趨勢是:維持或降低總系統成本,主要通過增加多核和虛擬化技術;性能優化來實現差異化和新業務,重點在提高性價比和降低功耗;增加軟件內容來實現新的性能,這驅動了標準化、開放源碼和工具的使用;增長的安全和/或安全認證的需求,主要來自于監管機構的影響,如FDA、EU等;增長的通訊需求,例如網絡通信、M2M、智能網絡等的增長。多核和虛擬化可以幫助實現上述需求。為了簡化系統復雜性,風河主要通過建造和測試集成的平臺的方法,讓多操作系統看起來像一個系統,并采用Simics仿真整個系統。
Tomas特別提到了Simics仿真器,主要分為兩個方面:首先是開發階段,在客戶拿到處理器之前就可以進行開發;其次是幫助調試、分析和測試。例如,2010年6月風河推出的Simics 4.4虛擬系統開發方案,使工程團隊可以利用目標硬件的虛擬表達來定義、開發和部署自己的產品。Simics 4.4支持全面的系統仿真,OEM廠商可由此在虛擬平臺上完成重要的軟件開發活動,而不受限于任何硬件開發日程、芯片上市時間或其他限制。Simics支持ARM、Intel、MIPS和Power Architecture等多種硬件架構。
到底多少核合適?
多核帶來的優勢一方面是性能提高,一方面是集中化。原來不同的處理要一個板子或幾個機箱,但現在你只要把它們放在一個或幾個芯片里。這就帶來了集中化的概念,就是把原來的不同的、更大體積東西集中在一起。優勢就是制造成本降低、減少耗電、減少設備空間。
多核應用主要有兩種場合。在網絡交換等環境中,所有核都集中起來做同樣的事情,像包交換的數據包之間不相關、沒有依賴性,所以這種場合可以大量地使用多核,并可同時運行多種程序。例如,在處理防火墻時有384個核的系統,每個CPU配置16核,這些大量并行的程序在運行時不需要等待,它們會找到合適的核來運行。在另一種場合中,如機器人,任務是相互依賴的,需要相互等待,就不能同時運行多種程序,這時需要把任務分開,讓不同的核去做不同的事情。風河的工作是當任務可以互相分開時,幫客戶找到所有能分的地方分開;如果分不開,就一段段地切割。
據悉,多核的發展以及風河的拳頭產品——VxWorks和Wind River Linux依然是本次活動的熱門話題。不久前發布的風河新一代Linux平臺——Wind River Linux 4再次把Linux開源社區的創新技術轉化為商用化、可支持的產品。日前Wind River Hypervisor 1.2也剛剛發布。
參考文獻:
[1]王瑩.非計費式電能計量芯片前景廣,NXP發布可實時顯示功耗芯片[R/OL].(2010-10-25).
http://wangying1.spaces.eepw.com.cn/articles/article/item/84152
[2] 孫昌旭.32位MCU產值已超8位,ARM完勝[R/OL].(2010-11-19).http://www.esmchina.com/ARTP_8800112597_1100.HTM?jumpto=view_welcomead_1290305388468
[3] Massimini T.MCU market and Embedded Control[R/OL].http://www.avnetondemand.com/Technology%20Trends/MCU+Market+and+Embedded+Control/channel/40/video/788/
[4]迎九.多核、虛擬化、多操作系統的軟件趨勢[J].電子產品世界,2010(1-2):58
[5]Knoth M.在嵌入式多核集群中利用OCP處理高速緩沖器一致流量[J].電子產品世界,2008(8):97
評論