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挑选处理器过程中需求考虑多重要素

选择处理器过程中需要考虑多重因素, 如今随着多模式处理的应用出现,选择处理器早已不再是一项相对简单的事情。但通过考察几个关键考虑因素,可以简化决策过程。选择嵌入式处理器曾经是一项非常简单的事情。当然,

现在跟着多方式处理的运用呈现,挑选处理器早已不再是一项相对简略的作业。但经过调查几个要害考虑要素,能够简化决议计划进程。

挑选嵌入式处理器曾经是一项十分简略的作业。当然,这一切都现已是“曩昔时”,那时候重视焦点是一些有限的功用,而用户界面和衔接性则不是很重要,功耗也不是如此受到重视。而在交融处理盛行的今日,单个器材能够履行操控、信号处理和运用级使命,因而需求考虑更多方面(图1)。处理器挑选进程中有太多方面需求考虑,让咱们来看看体系规划人员有必要考虑的一些比较突出的方面。

处理器功用

体系规划人员天性地想到,器材的处理速度是其功用的首要方针。这点没有错,但并不全面。评价处理器每秒能够履行的指令数毫无疑问是十分重要的,可是估量每个内核时钟周期内能够完结的操作数和核算单元的功率也相同重要。选用多核处理器来大幅进步器材的核算才干(尤其是选用同构内核时),或清楚地区别信号处理和操控处理(一般选用异构内核)等等,这些状况不再罕见。

图1 现在的交融处理方式使处理器挑选变得史无前例的杂乱

硬件加快

当然,并不是只需考虑处理器内核。履行清晰指定的功用时,硬件加快器简直总是最为高效的办法,它能够以最高能效履行其所用于加快的功用。加快器运用上或许存在差异的一个方面是在软件算法中运用时的兼容程度。关于H.264编码器等全算法型加快器,因为实质上是彻底独当一面的,因而一般不会有问题。但是,关于FFT等内核型加快器,算法越大,在其间运用加快器也就愈加困难。下面咱们来看看该硬件功用的作业原理及其所需的装备办法。

带宽要求

带宽预算进程简略被看得过于简略,有时会因而呈现令人遗憾的成果。为了保证内核能够在分配的窗口内完结数据处理且各个处理器总线均未呈现过载(会导致数据损坏或体系故障),有必要对体系中的一切独立数据流进行求和(一起需求考虑方向性和时刻窗口)。例如,关于视频解码器,规划人员首要需求考虑读取所需解码的数据。然后,需求结合多个必要的处理数据,以构建解码帧序列。这或许涉及到内部存储器和外部存储器之间进行屡次缓冲数据的搬运。终究,规划人员有必要考虑将显现缓冲数据撒播送至输出器材。

考虑一切数据流后,需求拟定全体体系预算。此预算受多个要素影响,其间包含DRAM拜访方式(及对应的功用下降程度)、内部总线裁定、存储器推迟等等。

电源办理

能够将功耗降至与作业时刻要求适当的水平对延伸电池运用时刻至关重要,一起也有助于下降主电源供电体系的全体动力本钱。处理器能够供给多种多样的选项,用于优化运用的功耗散布。其一便是动态电源办理——调整内核频率和作业电压来满意特定功用水平的才干。另一个则是供给多种电源方式,这些方式能够在必定时刻距离内封闭各种不需求的资源,包含存储器和外设。体系唤醒(借由通用I/O、实时时钟或其它鼓励)是这种电源方式操控不行或缺的一部分。电源办理方面的灵活性还体现在内核、I/O和存储器存在多个电压域,然后答应不同的体系组件在实践运行时以较低的电压作业。

安全需求

曩昔几年里,处理器安全性现已变得日益重要。不管是否是体系的基本要求,决议终究方向之前,都有必要从多个动身点来审视安全问题。安全需求一般表现为渠道维护、IP安全或数据安全,甚至这三者的某些组合。

需求渠道维护是为了保证运用中仅运行为认证的代码。也便是说,有必要自动阻挠“流氓代码”运行吗? “流氓代码”是指测验拜访处理器上受维护信息或许“绑架”处理器并从而操控更大体系的程序。渠道维护能够经过多种技能完成,挑选时务必要细心权衡利弊。像其它权衡考量相同,维护等级进步会导致本钱添加。另一个重要考虑要素是全体安全计划在开发和出产方面的易用性。

验证代码的才干对保证IP和数据安全也十分要害。IP安全要求以某种办法对录入处理器用于履行的代码图画进行加密,或许经过无法使用外部机制拜访的嵌入式闪存或内部ROM在内部存储此IP以供处理器拜访。而需求必定方式的数据安全措施则为了保证数据能够不受影响地进入和退出体系。某些状况下,尤其是在低端微操控器中,安全性或许彻底由嵌入式闪存来担任,而在高端处理器中,运用程序经过引导加载程序载入,因而相关计划或许更为杂乱。

安全和容错

在许多运用中,安全无疑是重中之重,例如轿车驾驶员辅佐体系或闭环电源操控体系。但是,在其它不太显着的运用中,规划人员现在开端更为重视进步作业稳定性水平。鉴于处理器构建在28nm或40nm等较小的硅片上,其间存储器上因阿尔法和伽玛粒子等天然要素而形成的软差错或许影响操作,这方面显得尤为重要。在处理器挑选进程中,有必要调查处理器怎么处理这类差错以及其一般怎么呼应突发事情。呈现差错时,它能够采纳什么进程?它怎么告诉其它体系组件有当地犯错?

调试才干

跟着运用变得越来越杂乱,开发进程相同也是如此。当处理器和运用子组件的数量呈指数增加时,曩昔可行的捷径或许不再有用。以根据软件且选用操作体系或实时内核的大型体系级调试为例。处理器及其东西链是否有办法查看处理器状况而又不影响运用?是否能够绘出处理器功用曲线及轨道或许捕捉一切方针事情? 应首要答复出上述问题以及其它更多问题,然后才干安然挑选可用的调试水平。

体系本钱

有时,体系规划人员会专心于处理器价格,而不是全体体系规划本钱。正确的做法是,不只有必要考虑器材自身本钱,还应考虑所需支撑电路(电平转换器、接口芯片和逻辑芯片等等)的本钱。此外,封装选项也发挥着重要作用:一种处理器封装或许答应选用四层板规划,而另一种封装则或许因布局布线难题而要求选用贵重的六层或八层板。终究,不行忽视额定处理裕量的价值,裕量能够保证日后能够进行扩展,而又不会因替换处理器或电路板开发延误而支付贵重价值。

信号链

终究一点: 应当结合体系的信号链要求来挑选处理器。处理器供货商是否还销售与处理器相连的外设? 从同一供货商购买多种体系组件往往能够享用许多优点,例如互操作性、客户支撑和全体价格优势。

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