Renesas開發構建采用多核處理器的分布式功能系統的支持技術

　　瑞薩科技宣布為采用多核處理器的分布式功能系統開發出了兩種新的支持技術：EXREAL-ExARIA和EXREAL-ExVisor。這些新技術結合了EXREAL Platform，可以為覆蓋從瑞薩的系統級芯片(SoC)器件開發，到客戶的系統開發全過程提供集成解決方案。

　　在一個分布式功能系統中，多核處理器獨立的CPU內核需要分配到不同的功能或子系統。獨立的CPU內核互操作可為整個系統提供所需的集成化操作。新開發的技術可用來簡化這種分布式功能系統的構建。它們將加速現有嵌入式系統和多樣化子系統集成開發的新功能的增加。此外，在單個多核處理器運行不同操作系統時，新技術還可以提供高水平的可靠性。

　　EXREAL-ExARIA和EXREAL-ExVisor是與日立有限公司合作開發的。

　　<背景>

　　最近幾年，嵌入式設備領域的功能和性能出現了顯著的增長。與此同時，對通過減少元器件數量來降低成本，以及出于環境原因的降低功耗、延長移動設備電池壽命的需求也在與日俱增。采用多核處理器的解決方案對這一需求做出了重要響應。這些方法旨在通過用一個單芯片來實現多CPU內核，同時對它們進行配置以提供并行或分布式處理，從而實現出眾的性能和低功耗。

　　雖然隨著先進功能和復雜性的增加，單內核系統的軟件代碼量也在顯著增長，但是多核系統所需的開發工時和時間更長。不僅必須單獨為每個獨立的CPU內核開發軟件，而且CPU內核的互操作和性能優化還需要增加其他元件所需的調試過程。

　　此外，當為多媒體處理和需要實時操作的控制子系統構建一個集成了數據子系統的分布式功能系統時，最重要的是能夠避免兩個子系統之間的相互干擾，以保證整個集成系統的可靠性。

　　新開發的EXREAL-ExARIA和EXREAL-ExVisor是支持構建采用多核處理器的分布式功能系統的技術。這些技術可以解決上述問題，有助于減少構建分布式功能系統所需的工時，縮短開發所需的時間，同時有助于實現集成系統的高水平可靠性。

　　<技術特點>

　　在采用多核處理器的分布式功能系統中，每一個具有不同特性或功能的獨立子系統被稱為一個域。新開發的EXREAL-ExARIA和EXREAL-ExVisor技術可用于瑞薩的EXREAL Platform™，而且還可以嵌入在客戶開發的系統當中。

　　EXREAL-ExARIA和EXREAL-ExVisor的特點概括如下。

　　(1)EXREAL-ExARIA：操作系統(OS)間通信接口(域互操作)技術有助于實現多個操作系統的集成。

　　使用多核處理器實現分布式功能系統需要同時運行一個以上的操作系統。EXREAL-ExARIA是一種操作系統間的通信接口技術，有助于實現多個操作系統之間的互操作。

　　這種接口技術可以作為一個常用的應用編程接口(API)，而不需要對嵌入式操作系統現有的核進行任何更改。它可以嵌入在程序當中，并用于同樣類型的操作系統或不同類型的操作系統。因此，即使不進行系統擴展，也不會損失兼容性，還可以縮短開發分布式功能系統所需的時間。

　　(2)EXREAL-ExVisor：操作系統間干擾預防(域分離)技術可防止多個操作系統之間的沖突。

　　當存儲器等不同域使用的共用硬件資源發生沖突時，所有子系統的操作都會受到影響。這樣的沖突可能降低整個系統的可靠性。EXREAL-ExVisor是一種專門為解決這個問題開發的操作系統間的干擾預防技術。

　　當增加現有系統的功能或集成子系統時，就可能出現沖突，EXREAL-ExVisor可以發現與共用硬件資源有關的沖突，防止對關鍵OS區域的安全性和可靠性的干擾。它可與硬件互操作，以實現沖突檢測、抑制和設備驅動程序。該技術不需要對現有的OS核做任何改變，提供了一種提高整個系統可靠性的簡單方法。

　　過去，開發人員需要維護采用不同操作系統的子系統的巨大資源。不過，利用EXREAL-ExARIA和EXREAL-ExVisor，就可以在開發采用多核處理器的分布式功能系統時，重復利用為單個OS開發的大多數現有軟件資源，進而縮短所需的開發時間。

　　瑞薩科技通過構建這種采用SH-4A CPU內核的原型多核處理器系統，證實了EXREAL-ExARIA和EXREAL-ExVisor在開發采用功能豐富的操作系統和實時操作系統的分布式功能系統方面的有效性。該公司的對比顯示，新技術能夠將系統開發工時減少30%至40%，而且具備為客戶有效降低系統開發成本的潛力。

　　EXREAL-ExARIA和EXREAL-ExVisor可用于瑞薩的EXREAL Platform™，將幫助開發人員降低構建分布式功能系統的難度，包括從芯片開發階段到最終系統完成的整個過程。