飞思卡尔的八核心微处理器重新定义了高科技嵌入式多重核心处理技术

本文作者:admin       点击: 2008-06-19 00:00
前言:
飞思卡尔半导体,推出了QorIQ P4080多重核心处理器 – 这是一款最先进的八核心通讯处理器,为嵌入式多核心领域的性能、功率效益及可编程能力方面,都树立了新的里程碑。

飞思卡尔全新QorIQ产品线的指针性产品P4080多重核心处理器,使用45-奈米的制程技术。结合了先进的Power Architecture™核心、三段式快取架构、创新的CoreNet™芯片内建架构、以及可以在最高30瓦的功率范围内提供极致效能的数据路径(datapath)加速功能。

飞思卡尔网络和多媒体事业部资深副总裁暨总经理Lynelle McKay表示:“我们所推出的新款QorIQ P4080处理器,能够因应目前巨幅成长的效能需求,却不会对研发人员造成负担。我们彻底检讨了第一代多重核心组件的各种问题后,成果就是P4080。透过突破性的新技术,并与事业伙伴密切合作,我们很肯定客户可以获得他们所需的一切,并充分运用本公司架构所带来的优势。”

QorIQ P4080能够同时处理控制面、数据面及应用层级的处理作业。所适用的应用范围包括交换器、企业级与服务供货商的路由器、媒体存取网关、基地台控制器、广播网络控制器(RNC),以及广泛应用在网络、电信、工业、军用及航天等市场的通用嵌入式演算系统等等。

IDC的网络、宽带暨储存领域资深分析师Aileen Arcilla指出:“多重核心通讯处理器非常适合用来处理现今的网络所面对的多项挑战 – 包括管理日益增加的复杂度、以及设法控制目前功能庞大、但带宽却紧缩的各种服务所造成的流量。多重核心组件的潜力,在于能够将控制面、数据面、以及应用处理作业整合在单一芯片当中,但却能以极低的功率达到最佳的效能,这种特性绝对可以促成嵌入式多重核心市场的成长。”

提升效能的关键架构

P4080单芯片系统具备八个先进的Power Architecture® e500mc核心,顶级频率可达1.5 GHz。每一个核心均配备自己专属的128KB L2后端快取,并共享2MB的前端L3快取。该组件的最大特色,在于每一个处理器都彼此独立,包括可以各自启动或重设每一个e500mc核心。核心可以模拟成八组平行处理(SMP)的核心、或是八组完全不对称处理(AMP)的核心,甚至还能够组合SMP与AMP,以程度不等的独立性运作。此外,核心也能各自执行不同的操作系统(OSes),甚至不需倚靠操作系统便能运作,让使用者在分隔控制、数据路径及应用处理时,能够拥有相当大的弹性。

而整体效能的提升,则要归功于数据路径加速架构(Datapath Acceleration Architecture,DPAA),既能提供高速网络的效能、又能降低软件的复杂度。这个加速架构与核心协同合作,就能控管封包选径、安全性、QoS,甚至检验封包内容,让核心可以专注在加值服务及应用处理等作业上。CoreNet架构则解决了共享总线/内存架构下所引起的总线冲突、瓶颈及延迟问题,当这些传统多重核心的问题获得解决后,效能便获得了进一步的提升。

QorIQ P4080使用了多种高速I/O技术,包括双重10-Gbps以太网络(XAUI)控制器、八组1-Gbps以太网络(SGMII)控制器、三组最高速度可达5GHz的PCI Express v2.0控制器/端口、以及两组最高速度可达3.125GHz的串行式RapidIO® 1.2控制器/端口。

解决嵌入式多重核心时代的研发问题

为了加速应用研发、并拓展多重核心组件的视野,飞思卡尔与仿真软件厂商Virtutech合作,制作了第一款混合模拟环境。这个环境融合了Virtutech的Simics™仿真器的快速功能模式、以及QorIQ P4080处理器平台的详尽功能模式,研发人员可以拥有一个准备就绪的仿真环境,所有的项目都显而易见、且易于控制,但却完全不受现实世界中没有硬件可用的限制。透过混合模型,研发人员可以分隔核心及程序代码,进行各种场景模拟。他们也可以配置并启动操作系统、同时为软件进行开发、除错及测试。这个测试环境也允许软件设计师调节他们所撰写的驱动程序、中间件及应用程序代码。

此外,飞思卡尔也在QorIQ P4080中针对除错功能作了调整,并与事业伙伴合作,确保现有的工具能够充份运用各种新功能。新的除错功能包括以Aurora为基础的高速追踪、Nexus追踪、内建的指令追踪、监视点(watchpoint)触发装置、事件间(cross-event)触发装置、效能监控及其他由Power ISA所定义的除错功能。这些功能促成了动态式的除错,对于在不同核心的作业之间可能发生的复杂互动来说,将有助于让一切都易于监测及分析。

QorIQ P4080同时也提供了崭新的嵌入式管理程序硬件分隔功能,让系统设计师能够确保任何CPU上执行的软件,只能使用其有权使用的限定资源(内存、外围等等)。嵌入式管理程序将运算资源的实体特性加以隐藏,藉此简化研发过程。此外亦有助于多重操作系统之间的安全性及自主操作,并让操作系统彼此共享处理器核心、内存、以及其他芯片内建功能之类的系统资源。管理程序同时也包括了分布式的外围存取管理单元,能够为系统中所有的总线主控提供寻址转换及访问控制。

关于QorIQ通讯平台

飞思卡尔的QorIQ通讯平台是飞思卡尔顶级PowerQUICC®通讯处理器的新一代创举。该平台使用高效能的Power Architecture®核心,在可靠度、安全性以及服务质量等各种网络联机需求上,都拓展到全新的领域。飞思卡尔QorIQ平台及其发展蓝图共由五种平台所组成(P1、P2、P3、P4与P5),涵盖了单一、双重以及多重等核心组态,当客户需要转移至多重核心、或是需要保留未来的升级路径时,就有合适的解决方案可供选择。关于QorIQ平台的进一步详情,请参阅www.freescale.com/multicore。

取得方式

QorIQ™ P4080组件的混合仿真模型将会在本周所举行的飞思卡尔技术论坛中展示,预计会在今年下半年由Virtutech推出。QorIQ™ P4080处理器则预计在2009年年中开始送样。

关于飞思卡尔半导体(Freescale Semiconductor)

飞思卡尔半导体为全球知名嵌入式半导体设计与制造领导厂商,其产品应用遍及汽车用电子、消费性电子、工业电子、网络电子以及无线网络市场等领域。飞思卡尔半导体是一家跨国私有公司,总部位于德州奥斯汀,其设计、研发、制造和业务等部门分布于全球30多个国家。飞思卡尔是全球最大的半导体公司之一,2007年营业额为57亿美金。欲知详情请参考网址:www.freescale.com。