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从CPU看嵌入式系统发展方向

2013年10月23日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2174字 ⁄ 字号 评论关闭

第一篇:ATOM VS ARM

       2011年5月4日,intel公司宣布在晶体管发展上取得革命性的重大突破,3D结构晶体管将首次投入批量生产。此次22nm 3D工艺将适用于ATOM(凌动)嵌入式处理器,大大降低其功耗,也许到了2013年ATOM将以一种全新的高性能姿态展示在我们面前。同时也意味着intel这位PC行业巨头开始将目光投向嵌入式市场,其战略目标也相当明确:以最先进的工艺优势吸引众人眼球,开辟嵌入式市场的全新道路。

        在众人为之震惊之时,只有ARM公司嘲讽其为“作秀”。的确,ARM在嵌入式市场有着绝对的话语权。最近流行的“双A架构”(ARM+Andriod),令ARM在移动产品的霸主地位已然无法撼动,大有挑战当年“wintel”联盟之势。甚至windows也开始对ARM“投怀送抱”,目前,配备四核ARM芯片的Win8平板电脑已经展示,一次充电运行时间长达24小时!

       ATOM or ARM 抑或功耗更低、性能更好的核芯,也许一切还都是未知数,毕竟技术发展的今天,唯有永久的创新方能立于不败之地。而能肯定的是:嵌入式,正逐步走入高性能市场。

 

第二篇:多核时代的来临

        07年之前的手机市场一直是nokia占据着龙头地位,而07年之后,随着HTC,iphone等智能机的冲击,nokia渐失手机市场。到2011年,Apple已成为第一大手机供应商,而nokia终于正式发布今后的nokia手机将弃用“陈旧的”塞班操作系统,采用全新的windows phone系统。纵观07年之前nokia采用的CPU,基本上是ARM9,ARM11,OMAP(ARM+C5x)系列,CPU性能及其弱小。而HTC的CPU采用高通处理器,Apple采用神秘的A4,A5处理器,这些处理器基本上是由高性能cortex
A8/A9 + C64x+/ADSP核构成。显然,随着手机越来越智能化,低性能的单核是远远不能满足要求的。

        CPU性能高速发展的今天,由于成本、功耗、物理极限工艺的限制,单核性能的提升已满足不了“摩尔定律”,光走单核路线势必很快走到“尽头”。而随着智能时代的到来,越来越多的任务需要CPU来处理,单核早已不能满足这种需求。于是,多核路线诞生,而由此带来的性能提升也是有目共睹的。

        在PC领域,有CPU与GPU之分,而在嵌入式领域,有ARM与DSP之分。ARM用于系统控制、任务调度,DSP用于大数据量处理。这两种CPU在架构方面有着很大的区别,也因此在过去的很长一段时间彼此之间“井水不犯河水”。

        目前,ARM+DSP组成的异构多核处理器却将多核性能发挥到极致,这种异构处理器在性能方面要比同构处理器性能提高很多,原因是异构处理器能同时发挥不同处理器各自的长处来满足不同种类应用的性能和功耗需求。目前主流的CPU均是这种异构双核架构,如TI达芬奇、OMAP处理器,高通MSM、QSC处理器等。

 

第三篇:并行才是王道

        SOC,system On a chip,即片上系统。一般来讲,SOC是由多个功能强大的IP核构成,有强大的控制、数据处理能力,能独立运行的可编程嵌入式芯片系统。多核的到来让SOC发展到了一个鼎盛时期,嵌入式工程师们可以很方便的将复杂的算法移植到高性能SOC上,而SOC也不辱使命,将多核性能发挥的淋漓尽致。对SOC的开发更是到了傻瓜式的图形化操作即可完成相当复杂的算法流程。

        然而,也正是多核的发展,SOC出现了瓶颈。理论上,三核Cortex A8应该是单核A8性能的3倍,很遗憾,这个提升的倍数远小于3,甚至在做简单的数据处理时,其性能还达不到单核的性能!个人认为原因有两个,其一资源无法最大化分配,其二多核数据无法快速共享、核与核之间只能采用主从通信机制。通常我们看到的多核系统,每个核的任务基本上已经固定,核与核之间的通信也基本确定,而且有一个功能强大的主核负责任务的分配,控制着各核的运行。这种SOC的多核机制无法进行灵活配置,自然限制了多核的潜能。于是,NOC(network
on chip)技术应运而生,把网络互联的通信机制应用于多核通信中,使核与核之间能快速建立通信,最大限度的发挥多核潜能。从“全局”来看,NOC技术使之进入多核并行时代。

        多核并行可以通过NOC技术实现,而单核并行却不是那么容易的事。多级流水是其中最常用的一种“异步”并行技术,但真正的“同步”并行是将硬件架构和软件结合起来,在这里由于笔者能力有限,不作深入展开。

        可以肯定的是,随着智能化程度的加深,多核必然是今后的发展趋势,而并行技术也将会逐渐走入人们的视线。

 

第四篇:软件,灵魂的架构师

        如果说硬件赋予嵌入式的肉体,那软件便赋予其灵魂。没有软件的嵌入式,犹如生硬的“机器人”,所能做的是一些僵化的事情,毫无灵活可言。而一款高性能的软件,能让硬件跑出真正的“潜能”,甚至能创造出更高的功能。有报道称,目前IT行业中软件的发展速度远跟不上硬件。这并不是说软件没有硬件有用,相反,当今的IT,软件比硬件更加灵活,开发难度比硬件更加复杂。公司有位同事说的好:给你世界上最高性能的CPU,没有高性能的软件与之相伴,终究只能看而无法用!

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