飛思卡爾多內(nèi)核通信平臺(tái) 打造全球網(wǎng)絡(luò)新概念

　　消費(fèi)者和企業(yè)不斷要求新的服務(wù)和豐富的內(nèi)容，這使得各地網(wǎng)絡(luò)容量需求高漲，與此同時(shí)，漸進(jìn)式的半導(dǎo)體產(chǎn)品創(chuàng)新不足以滿足市場(chǎng)要求，設(shè)備生產(chǎn)商正在尋求新的處理解決方案來制造持久的以軟件為導(dǎo)向的平臺(tái)，促使服務(wù)供應(yīng)商可以在融合網(wǎng)絡(luò)中快速推出新的服務(wù)。正是針對(duì)這樣的需求，飛思卡爾半導(dǎo)體發(fā)布了一款新的多內(nèi)核通信平臺(tái)，它實(shí)現(xiàn)了嵌入式多內(nèi)核技術(shù)所承諾的優(yōu)勢(shì)，建立起改造全球網(wǎng)絡(luò)的新的實(shí)用方法。

　　飛思卡爾新推出的平臺(tái)是一款具有創(chuàng)新性的多內(nèi)核架構(gòu)，提供突破性的效率、性能和規(guī)模，同時(shí)可解決多內(nèi)核軟件開發(fā)過程中不斷出現(xiàn)的一些問題。飛思卡爾此次推出的新技術(shù)的特點(diǎn)在于節(jié)能，并融合了45nm工藝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

圖1 多核平臺(tái)系統(tǒng)框圖

　　e500內(nèi)核和Power Architecture處理器

　　飛思卡爾多內(nèi)核平臺(tái)包括一個(gè)增強(qiáng)的Power Architecture e500-mc內(nèi)核，它基于e500內(nèi)核，提供1.5 GHz的頂級(jí)頻率。該平臺(tái)同時(shí)融合了經(jīng)驗(yàn)證的基于需求的加速能力，例如處于芯片間信息傳遞和內(nèi)存緩沖預(yù)留的新的數(shù)據(jù)通道資源管理技術(shù)。為了進(jìn)行安全的自治操作，本平臺(tái)使用了程序管理程序(hypervisor)環(huán)境，這樣多個(gè)操作系統(tǒng)可以共享系統(tǒng)資源，包括處理器內(nèi)核，內(nèi)存和其它片上功能。

　　e500內(nèi)核的靈活性可以滿足各種需要優(yōu)化性能的應(yīng)用需求，并能利用應(yīng)用處理單元(APU)進(jìn)行指令集擴(kuò)展(這些指令集架構(gòu)主要通過PowerPC指令集架構(gòu)提供)。e500內(nèi)核還具有極高的可配置性能，能夠滿足嵌入式市場(chǎng)特定的性能需求，這種靈活的系統(tǒng)芯片平臺(tái)方式充分地平衡并優(yōu)化了芯片的性能、先進(jìn)功能和功耗。

　　作為嵌入式處理器領(lǐng)域中的領(lǐng)導(dǎo)技術(shù)，Power Architecture處理器架構(gòu)以其易于定制、可升級(jí)且高效的特性被數(shù)以萬計(jì)的開發(fā)者使用，并被應(yīng)用在與人們生活息息相關(guān)的各種產(chǎn)品中。飛思卡爾在Power Architecture上擁有多年的經(jīng)驗(yàn)并做出了巨大的貢獻(xiàn)，一直致力于通過提供廣泛的Power Architecture處理器產(chǎn)品，使越來越多的創(chuàng)新型產(chǎn)品從中獲益。基于Power Architecture技術(shù)，飛思卡爾的e200、e300、e500 和e600處理器內(nèi)核被應(yīng)用于多個(gè)系列的SoC及控制器產(chǎn)品，并在市場(chǎng)上贏得好評(píng)。飛思卡爾的這一系列內(nèi)核所提供的寬泛的性能指標(biāo)為用戶提供了全面兼容的技術(shù)特性，用以適應(yīng)多種多樣的應(yīng)用處理需求。

　　新推出的多內(nèi)核通信平臺(tái)不是僅僅在芯片上增加更多的內(nèi)核，而是基于緩存一致且高度可擴(kuò)展的多內(nèi)核設(shè)計(jì)方法的綜合SoC架構(gòu)。事實(shí)上，該平臺(tái)及其支持生態(tài)系統(tǒng)將釋放多內(nèi)核運(yùn)行的真正潛能，為整體網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)立新的行業(yè)基準(zhǔn)，并極大地簡(jiǎn)化多內(nèi)核的開發(fā)。

　　CoreNet技術(shù)與45nm工藝

　　為了消除其它多內(nèi)核方式中常用的總線共享/內(nèi)存共享所產(chǎn)生的總線沖突、瓶頸和延時(shí)等問題。核心的CoreNet技術(shù)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。CoreNet技術(shù)是一種支持片上連接的可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)，可以無縫地容納超過32個(gè)內(nèi)核，并且支持異類內(nèi)核的實(shí)施。

　　Linley Group首席分析師Linley Gwennap表示：“飛思卡爾不是將一堆低性能的CPU放在一起，而是在單個(gè)設(shè)備上融合了多個(gè)功能強(qiáng)大的e500 CPU。根據(jù)飛思卡爾片上系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，他們?cè)黾恿艘粋€(gè)高速構(gòu)造，分流一些關(guān)鍵的功能和智能I/O，這樣的一個(gè)組合將使CPU保持高效率的運(yùn)行?！?/P>

　　2007年1月，飛思卡爾加入了IBM技術(shù)聯(lián)盟，聯(lián)合進(jìn)行半導(dǎo)體的研究與開發(fā)。作為第一個(gè)與IBM技術(shù)聯(lián)盟共同參與低功耗和高性能技術(shù)研究和開發(fā)的技術(shù)開發(fā)合作伙伴，飛思卡爾此次的合作方向包括互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)和絕緣硅(SOI)技術(shù)以及45nm產(chǎn)品的高級(jí)半導(dǎo)體研究和設(shè)計(jì)支持轉(zhuǎn)換。

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　　45nm SOI是一項(xiàng)迅速成熟的技術(shù)，其中包括一系列高性能晶體管和SRAM字節(jié)單元，并可實(shí)現(xiàn)高性能和低功耗的完美平衡。這款新的多內(nèi)核平臺(tái)正是采用了45 nm技術(shù)，才得以大大增強(qiáng)了性能、集成度和電源效率，超過了摩爾定律的預(yù)測(cè)，同時(shí)推動(dòng)了嵌入式計(jì)算的發(fā)展。例如，在45 nm工藝上，飛思卡爾可以設(shè)計(jì)一個(gè)多級(jí)、緩存一致的分級(jí)架構(gòu)，這樣每個(gè)內(nèi)核都有自己的L2緩存，同時(shí)還集成共享L3的多兆緩存。

圖2 45nm與90nm相比減小的Die

　　高效的開發(fā)工具和完善的生態(tài)環(huán)境

　　飛思卡爾新的多內(nèi)核通信平臺(tái)用于幫助客戶更方便地移植到多內(nèi)核環(huán)境中，同時(shí)保留原有軟件投資的價(jià)值。飛思卡爾擁有豐富的基于Power Architecture技術(shù)的可兼容處理器的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，加上Power Architecture完善的生態(tài)系統(tǒng)，使這一切成為可能。

　　為了簡(jiǎn)化和加快平臺(tái)上應(yīng)用程序的開發(fā)，飛思卡爾與虛擬軟件開發(fā)公司Virtutech合作，創(chuàng)建了一個(gè)混合模擬環(huán)境，該模擬環(huán)境將Virtutech公司Simics快速功能技術(shù)與飛思卡爾周期精確的平臺(tái)模型相結(jié)合。這樣的環(huán)境使開發(fā)人員在不同的模型之間進(jìn)行快速的切換，從而可以精確地預(yù)測(cè)性能和加快開發(fā)。Virtutech公司為飛思卡爾的客戶和合作伙伴提供了一個(gè)虛擬的軟件開發(fā)平臺(tái)，提供可控、確定和完全可逆的環(huán)境，用于復(fù)雜的多內(nèi)核架構(gòu)開發(fā)、調(diào)試和檢查軟件。Simics環(huán)境允許開發(fā)者在芯片掩膜(Mark)可用之前將操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序移植和分割到虛擬的多內(nèi)核平臺(tái)上，而沒有實(shí)際環(huán)境中的硬件約束。

　　飛思卡爾在多內(nèi)核通信平臺(tái)上融入了一些功能，在實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的調(diào)試的同時(shí)，與生態(tài)系統(tǒng)的合作伙伴一起合作，確保提供可以利用這些特性的工具。這些功能包括集成的指示跟蹤、檢測(cè)點(diǎn)觸發(fā)器、 交叉事件觸發(fā)器、性能監(jiān)控和Power ISA定義的其他調(diào)試功能。這些功能使開發(fā)者可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試，這對(duì)于了解復(fù)雜交互非常重要。 因此，飛思卡爾的下一代多核通信平臺(tái)不僅僅提供了超凡的性能與超低的功耗，同時(shí)也通過業(yè)界領(lǐng)先的生態(tài)系統(tǒng)來幫助設(shè)計(jì)者實(shí)現(xiàn)向多核系統(tǒng)的平滑過渡。事實(shí)上，飛思卡爾的多核通信平臺(tái)將由此成為多核器件的新標(biāo)準(zhǔn)。