对汽车片上系统采用双核架构

　　不管单核的运行频率有多高，在执行多个任务时，它始终存在性能瓶颈和一些挑战。以较高频率运行的单核会消耗更多的功率。因此，单核架构无法满足超低功率应用的需求。与基于单核的架构相比，基于双核的SOC架构在性能和功率消耗方面实现了更好的平衡。

　　因此，双核SoC目前已经被大量应用于汽车设计。除了提供比单核更高的性能外，基于双核的架构还被用于安全应用。安全性是汽车制造商比较关心的主要问题之一。随着更多复杂应用的引入，硬件或软件出现故障的机率也大大增加。汽车的设计必须足够可靠，从而能够检测出任何故障并采取相应的修复措施。基于双核的SoC的架构优势也使它们受到安全应用的青睐。

　　异构双核架构：

　　顾名思义，异构架构具有两个不同的内核：由于这种架构含有两个内核，并且这两个内核分别使用了较高和较低的配置，因此较小的内核也被称为协处理器。其中，主内核用于执行批量应用处理，而较小的内核用于处理一些不太复杂的操作，比如持续在I/O上发送数据。因此即使有第二个内核存在，由于它的作用是支持或补充主内核，因此仍称为协处理器。

　　图1显示了MPC5668G的架构： 面向网关应用的双核32位MCU。它提供了2个e200系列内核，采用PowerPC架构。E200z6充当主内核，而E200z0充当协处理器。E200z6内核支持浮点单元(FPU)、信号处理设计(SPE)、内存管理单元(MMU)等，而e200z0内核要远远小于E200z6内核，因此支持的功能也较少。

　　这两个内核都可以访问所有内存和外围设备以及其他“总线主控制器”，如FlexRay控制器和eDMA。交叉开关用于控制接入和仲裁。到单从端口的并行请求通过循环仲裁或固定优先级仲裁来进行。中断控制器进行了增强，可以将中断路由到任意或全部两个内核。

　　在SoC复位后，只有主内核e200z6启动。 主内核通过在SoC定义的寄存器中写入密匙来将z0内核从复位状态中释放。一旦z0内核启动，它就可以用于各种功能并为z6内核提供支持。z0内核在启动后可以独立于主内核运行，并且可以用于执行大量任务，比如在不同SoC之间通信，I/O处理等等。因此，它减轻了主内核的负载并释放了自身的带宽。

　　除内核外，其他任何IP或外围设备都没有冗余。 也就是说，这两个内核共享SoC中的其余模块。例如，两个内核的代码(应用/调试)将存储在同一个闪存中，在代码处理期间使用相同的SRAM和同一个SRAM控制器。 对共享外围设备的访问由信号量控制。信号量在这里发挥了关键作用，是双内核SoC中不可或缺的部分，本文后面将进行详细介绍。