可擴展多核嵌入式處理器優勢凸現

　　在2007年第十二屆國際集成電路展上，首次進入中國市場的IntellaSys公司帶來了他們極具挑戰性的最新成果——可擴展多核嵌入式處理器以及用于下一代消費電子產品的“三重播放”芯片解決方案。

　　IntellaSys公司亞太區銷售副總裁王彥之介紹說，近年來的發展趨勢是把一個甚至兩個DSP核和高速乘法器/累加器電路結合起來，跟上多媒體的速度。但是，由于增加更高位流的速度要求看來是無止境的，這種方法很有可能要達到它的極限。一個更好的方法是把幾個處理器核集成到芯片上，每一個都比復雜的DSP核簡單，但是每一個處理器核都有一個高速乘法器/累加器。這些處理器核如果妥善設計，就可以把計算任務分配給各個處理器核共同進行，從而能夠執行復雜的算法。當然這要重新寫入算法，以便把計算任務分解，由多個處理器核分擔，結果可能令人難以置信地提高了處理器的能力。例如，可以讓1個處理器核去管理外接存儲器，讓8個處理器核負責快速富利葉變換，完成多媒體算法，再讓幾個處理器核帶動應用系統中各種I/O子系統。這與使用單個處理器處理多任務的傳統方法是完全不一樣。例如，MP3的音頻處理可用8個處理器內核實現、而H.264的編解碼則需要16個處理器內核。

　　王彥之說，公司此次展示的將聲音、數據、圖像“三重播放”芯片解決方案中就采用了擁有40個18位處理器內核的SEAforth多核處理器。SEAforth-40多核處理器將4個A/D和4個D/A轉換器和布置成10×4（40個）處理器核組合在一起，每個處理器的處理速度是每秒執行10億條指令，每個處理器核含有128個字節RAM和128個字節ROM，2個SPI I/O口，25位通用并行I/O和8位SD從端口，而一個典型應用系統的全部功耗只有250mW。王彥之表示，SEAforth多核處理器提供的是一種可擴展的解決方案，由于應用軟件位于處理器核之外，當發生某些改變時只需修改應用軟件，因此可以縮短產品面市時間，降低客戶成本。目前公司已推出了24核、40核的產品，計劃將在明年推出一款多達100個~120個內核的嵌入式處理器產品。

　　隨著越來越多嵌入式處理器芯片應用在移動應用系統中，對低功耗的要求越來越重要。但對多核芯片能夠按照數據是否出現來啟動處理器核或者讓它停下來，因此節電的辦法要簡單得多。王彥之介紹，在多核處理器中各個處理器核之間的數據通路是自動同步的，完全沒有必要對處理器本身進行同步。這就是說，不需要一個中央時鐘為每個處理器核提供時鐘信號。沒有了中央時鐘，也就意味著可減少幾百萬個晶體管隨時鐘信號的每一次嘀嗒一聲而消耗功率。多核處理器中，每個處理器核各有一個時鐘（一個簡單的環形振蕩器），它的速度和硅半導體的速度一樣快。根據經驗，我們估計，在任一時刻，只有三分之一的處理器核在工作，過幾納秒后，另外一組處理器核接通電源。但仍然大約只有三分之一的處理器核在工作。這樣就能有效地降低整個芯片的功耗，約降低了三分之二，從而進一步提高了整個系統的性能。