飛思卡爾多內(nèi)核通信平臺 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，漸進(jìn)式的半導(dǎo)體產(chǎn)品創(chuàng)新不足以滿足市場要求，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，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，它實(shí)現(xiàn)了嵌入式多內(nèi)核技術(shù)所承諾的優(yōu)勢，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。

圖1 多核平臺系統(tǒng)框圖

　　e500內(nèi)核和Power Architecture處理器

　　飛思卡爾多內(nèi)核平臺包括一個增強(qiáng)的Power Architecture e500-mc內(nèi)核，它基于e500內(nèi)核，提供1.5 GHz的頂級頻率。該平臺同時融合了經(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，本平臺使用了程序管理程序(hypervisor)環(huán)境，這樣多個操作系統(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特定的性能需求，這種靈活的系統(tǒng)芯片平臺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、可升級且高效的特性被數(shù)以萬計的開發(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?；赑ower Architecture技術(shù)，飛思卡爾的e200、e300、e500 和e600處理器內(nèi)核被應(yīng)用于多個系列的SoC及控制器產(chǎn)品，并在市場上贏得好評。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)計方法的綜合SoC架構(gòu)。事實(shí)上，該平臺及其支持生態(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，而是在單個設(shè)備上融合了多個功能強(qiáng)大的e500 CPU。根據(jù)飛思卡爾片上系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，他們增加了一個高速構(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)品的高級半導(dǎo)體研究和設(shè)計支持轉(zhuǎn)換。

{{分頁}}

　　45nm SOI是一項迅速成熟的技術(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，同時推動了嵌入式計算的發(fā)展。例如，在45 nm工藝上，飛思卡爾可以設(shè)計一個多級、緩存一致的分級架構(gòu)，這樣每個內(nèi)核都有自己的L2緩存，同時還集成共享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)核通信平臺用于幫助客戶更方便地移植到多內(nèi)核環(huán)境中，同時保留原有軟件投資的價值。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。

　　為了簡化和加快平臺上應(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虛擬的軟件開發(fā)平臺，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)核通信平臺上融入了一些功能，在實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的調(diào)試的同時，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)行動態(tài)調(diào)試，這對于了解復(fù)雜交互非常重要。 因此，飛思卡爾的下一代多核通信平臺不僅僅提供了超凡的性能與超低的功耗，同時也通過業(yè)界領(lǐng)先的生態(tài)系統(tǒng)來幫助設(shè)計者實(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將由此成為多核器件的新標(biāo)準(zhǔn)。