带有多个处理单元的soc器材现在是产品规划链上的重要一环。本文归纳各种因素评价了不同处理单元的优缺点,并经过卫星无线电接收器的规划实例协助开发人员了解soc所触及处理使命之间的杂乱平衡并有用把握体系功用的区分。
在预备开发现在越来越杂乱的便携式体系时,规划人员面临的最大应战之一便是选用什么样的处理器组合来完结最优化的“3p”目标,即体系功用最高、价格最低及功耗最小。体系级芯片(soc)集成使得今天的立异成为可能,但它常常触及把不同的处理器单元结合在单一的器材之上。这些单元能够包含可编程功用,如通用微处理器(一般是risc)、dsp、fpga和加速器,并且还可能有固定功用的加速器。因为这些单元都能够专用器材方法取得,因而对规划人员来说,在它们之中进行全面的功用评价,从而决议以最有用的方法组合运用它们,有可能是一项适当困难的作业。
处理单元的优缺点剖析
在完结多内核处理器之前,在risc和dsp之间进行挑选曾相对较为简略。假如很多的体系处理作业和数据有关,那么选用risc,即便信号处理会受些丢失。假如很多的处理作业和信号有关,那么选用dsp,并力求取得差强人意的操控和数据处理功用。但对多内核集成而言,考虑到要增加其它处理单元,这类挑选变得十分杂乱。正确的答案不完满是技术性的,而是要根据优化灵敏性、便于运用、本钱、功耗和功用多方面来考虑。
各种处理单元的根本长处和缺点归纳在表1之中。通用risc处理器专为数据处理而优化,很简单运用并且很灵敏,其本钱、功耗和功用都可承受。dsp为实时信号而优化,它们处理实时信号所需的功耗和本钱一般比risc低,不过,它们常常更难运用。
表1 处理器单元优缺点比照 |
可编程加速器或半可编程处理器可规划用来数据或信号处理。一个比如便是用于通讯体系的viterbi处理器,对viterbi编码或解码来说它是彻底可编程的,但对任何其它功用来说毫无用处。就其功用而言,一个可编程加速器的本钱、功耗总是比risc或dsp要低,而功用要高,但从本质上讲,它稍欠灵敏、更难运用,并且对缺点(bug)的容忍度低,不简单更改。
用于数据或信号处理的固定功用加速器(一般为asic)只能完结一种特定的功用。固定功用加速器总是一种本钱最低、功耗最低、功用最高的解决方案,但它们短少任何程度的灵敏性。一旦asic规划出来并调试经过,到了体系开发人员手里,它会变得十分易用。可是其规划和调试与可编程器材比较十分困难,并且今后不可能进行再编程。
区分体系处理功用
虽然在各种处理单元之中做决议是一件杂乱的作业,但有一个可行的挑选程序,便是把各种体系功用区分到各种处理单元之中。把一个体系的处理需求映射到一个现有的多内核soc之中,与经过映射处理需求创立一个新多内核soc有所不同。但是,其进程是相似的。