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控制技術/MCU  

軟體問題局限了多核心IC之發展

上網時間: 2005年11月02日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:Software  multi-core IC  軟體  多核心IC  處理器 

日前參加GSPx 2005研討會的人士指出,多核心IC雖然擁有效率和性能的雙重優勢,但他們需要有能夠隱藏軟硬體細節的新型編程模型。

Gartner Dataquest分析師Daya Nadamuni指出,在多核心IC中,「軟體是問題和商機並存」。她表示,系統單晶片(SOC)不僅僅是硬體,而且是硬體與軟體相連的層、即時作業系統(RTOS)、中介軟體和應用軟體。缺少其中任何一部份,產品上市都會有問題。

Nadamuni表示,SoC在2004年占據了16%的ASIC市場,31%的ASSP市場,預計將有快速成長的態勢。她認為,最大的消費市場是手持應用,而汽車電子也可望在未來成為一大成長領域。但成功取決於管理「軟體驟劇增(software explosion)」的問題。失敗的代價可能非常高昂,這是Nadamuni提出的警訊。據她表示,2004年中國大陸65%的100美元以下的DVD播放器回收,許多都是因為軟體問題所造成的。

此外,德州儀器(TI)核心IP架構師Steve Kreuger介紹了該公司的OMAP 2420多處理器SoC。該SoC包含一片ARM 11通用處理器、一片可程式DSP、眾多特殊用途的功能──譬如視訊和圖形任務的處理器。他指出,特殊用途處理器的效率可能比一般通用處理器高10倍至20倍,而且能以較低的MHz提供所需的性能。

但並非不用付出代價。IP整合就是一個重大問題,Krueger表示。另一大挑戰是非同步IP介面和嚴格即時要求之間的衝突,後者傾向於與非同步行為發生衝突。功率管理也是一大挑戰,並導致TI將晶片劃分為大量的附帶不對等電源電壓的功率域。最後一大挑戰是記憶體性能和一致性。

「多核心的主要問題是你如何將軟體應用映射到日益複雜的硬體內,」Ignios公司技術長Mark Lippett說。「挑戰是編程模型和它所提供的效率。」Lippett並表示,一個優良的編程模型就是透明度的問題,即對程式設計人員隱藏硬體細節。他認為,程式設計人員不應該擔心可伸縮性、性能、存取、定位、失效、遷移或一致性。

而且他指出,「我們不能犧牲即時效率以達到抽象級。」Lippett認為,所需要的是「平台抽象層(platform abstraction layer)」,用於將軟體應用映射到硬體。Ignios在其SystemWeaver產品內提供了這樣的層。

Imperas公司CEO Simon Davidmann指出,當軟體成為功能的一大部份時,與ASIC配合默契的晶片設計方法就捉襟見肘。他表示,多核心設計正推動我們朝向「處理器海洋(sea of processors)」結構,可能包含成百上千個處理器。然而目前為止,為一個處理器編寫的軟體幾乎無法與另一個銜接。編程模型鎖定的是單一處理器和單一執行緒。Davidmann認為,大家需要的是能夠提煉出硬體和軟體細節的編程模型,以及將平台應用編譯實現自動化的途徑。

Polycore Software公司CEO Sven Brehmer表示,他已在嵌入編程領域投入20年,多核心IC是他在這段期間以來所目睹最具破壞力的東西。設計師突然間就得擔憂將資料在核心之間運作,管理不同類型的連接,對付共享及局部資源,也許還要跳躍於多個作業系統之間。

「我們需要找到將這些問題導入到應用開發內的途徑,並維持相對簡單,且不用犧牲性能的方案。」他表示,Polycore具有能提供這種抽象的「通訊基礎設備」。

一位與會者提出質疑詢問,假定RTOS具有硬體知識,程式設計人員也了解RTOS,為何需要抽象層?對此,Ignios的Lippett答覆是,一個RTOS採用處理器,所需要的是與處理器等級對話的方式。他表示,需要一個抽象層來管理平行機制,允許重新定向應用、分配負載並管理功率。Lippett還表示,拿掉抽象的部分,是一種奢侈的想法,因為你將很難找到針對所有問題既適當且有效的解決方案。

(Richard Goering)





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