飛思卡爾添助臂，簡化向多核的遷移

電子發(fā)燒友網(wǎng)12月“處理器與DSP特刊”火熱下載中，缺你怎可！

　　簡介

　　全球?qū)τ?jì)算功率和性能日益增長的需求已經(jīng)將嵌入式計(jì)算推向多核系統(tǒng)發(fā)展路徑。該遷移帶來一系列復(fù)雜的問題：我該如何遷移傳統(tǒng)軟件，使其與多核硬件一起使用？ 我是否需要通過虛擬化實(shí)現(xiàn)更高性能？ 我如何能夠在一個(gè)對我來說可以承擔(dān)的功率范圍中獲得所需的性能？ 通過結(jié)合高性能硬件；強(qiáng)大的、用戶友好型軟件和工具；以及廣泛的開放式生態(tài)系統(tǒng)，飛思卡爾可以幫助您解決這些問題和更多其他問題。

　　雖然向多核的遷移開始于網(wǎng)絡(luò)和無線基礎(chǔ)設(shè)施等高端應(yīng)用，多核也開始用于過去應(yīng)用較少的領(lǐng)域，例如汽車、工業(yè)控制應(yīng)用的安全關(guān)鍵領(lǐng)域、以及打印機(jī)和影像應(yīng)用—可以使用更高速度和功率的任意應(yīng)用。向全球網(wǎng)絡(luò)連接性的遷移給網(wǎng)絡(luò)帶來巨大壓力，并增加了對更高處理功率的需求。如果沒有呈幾何級增長的功率，單線程性能無法繼續(xù)提高，這種方法會影響系統(tǒng)成本和可靠性。為了將功率保持在可以管理的等級，應(yīng)用必須遷移至多核，而不是不斷增加頻率。

　　實(shí)現(xiàn)多核性能等級不像向系統(tǒng)中添加更多內(nèi)核那樣簡單。當(dāng)從單核遷移至多核硬件時(shí)，出現(xiàn)許多與傳統(tǒng)軟件的遷移有關(guān)的復(fù)雜問題?？傮w來看，在這種遷移和多線程編程領(lǐng)域軟件工程師缺乏培訓(xùn)。虛擬化對于最大限度發(fā)揮多核硬件投資的價(jià)值至關(guān)重要，是一種截然不同的思考操作系統(tǒng)和資源分區(qū)的方式。當(dāng)您在解決方案中添加更多處理功率時(shí)，多核系統(tǒng)當(dāng)然無法避免發(fā)生問題：功耗。

　　飛思卡爾是世界領(lǐng)先的嵌入式處理技術(shù)提供商，至今已向世界各地發(fā)送了3億多個(gè)通信處理器。我們的多核QorIQ通信處理器、面向片上基站無線系統(tǒng)的QorIQ Qonverge平臺和VortiQa軟件解決方案 — 在全球有眾多經(jīng)驗(yàn)豐富的現(xiàn)場支持工程師和強(qiáng)大、開放的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)—將我們的嵌入式處理技術(shù)帶入新網(wǎng)絡(luò)紀(jì)元。

　　軟件問題

　　向多核遷移路徑中兩個(gè)巨大的障礙都涉及軟件。 第一個(gè)問題是其中的一項(xiàng)遷移。 用于單處理器順序執(zhí)行程序的數(shù)百萬行傳統(tǒng)代碼必須遷移以便保護(hù)投資。 在映射和遷移變得更加簡單和更加高效之前，從單核遷移至多核系統(tǒng)在某種程度上將非常困難。 第二個(gè)問題是缺乏關(guān)于多核系統(tǒng)編程的基本知識。 從硬件來看，安裝多個(gè)內(nèi)核非常簡單，但是與以前的單核編程相比，多核編程需要不同的思路和不同的培訓(xùn)。

　　飛思卡爾在培訓(xùn)和工具上進(jìn)行了大量投資，使向多核遷移變得更加簡單。QorIQ多核軟件開發(fā)套件（SDK）和CodeWarrior開發(fā)工具等開發(fā)工具有助于移植流程。飛思卡爾和我們的合作伙伴還提供用于仿真和建模分析的工具，包括處理器分區(qū)的“假設(shè)”分析。 開發(fā)人員的培訓(xùn)始終是需要關(guān)注的重點(diǎn)。提供了在多核處理器上重新映射序列應(yīng)用的流程的真實(shí)案例，飛思卡爾還根據(jù)這些研究為開發(fā)人員開發(fā)了應(yīng)用說明、演示文檔和文章。

　　飛思卡爾預(yù)計(jì)約有60%至70%的多核研發(fā)預(yù)算都用在軟件而不是硬件上。飛思卡爾始終關(guān)注這一點(diǎn)，使多核產(chǎn)品對軟件的適應(yīng)性非常強(qiáng)。 飛思卡爾在QorIQ平臺架構(gòu)中設(shè)計(jì)了許多功能，提高了軟件工程師在遷移舊代碼和編寫新代碼方面的工作效率。之前已經(jīng)提到，軟件研發(fā)時(shí)間占到60%至70%，根據(jù)預(yù)計(jì)有超過50%的時(shí)間用在調(diào)試軟件和優(yōu)化性能。飛思卡爾的產(chǎn)品幫助縮短這一時(shí)間，并使軟件工程師更加高效。

　　例如，飛思卡爾的用戶空間數(shù)據(jù)路徑加速架構(gòu)（USDPAA）軟件比傳統(tǒng)的通過內(nèi)核訪問驅(qū)動器的方式在性能上有很大的提高。該軟件包含通過多個(gè)CPU內(nèi)核支持簡化共享網(wǎng)絡(luò)接口和加速器的硬件組件。隊(duì)列管理器和緩沖器管理器組件提供了基礎(chǔ)架構(gòu)，用于與內(nèi)核、硬件加速器和接口之間往復(fù)傳遞數(shù)據(jù)包。軟件通過稱為門戶的硬件組件訪問數(shù)據(jù)路徑加速架構(gòu)。USDPAA是一款使Linux?用戶空間應(yīng)用能夠通過高性能的方式直接訪問門戶的軟件框架。USDPAA幫助傳統(tǒng)Pthread/用戶空間應(yīng)用的開發(fā)和移植變得非常簡單。