飞思卡尔多内核通信平台 打造全球网络新概念

　　消费者和企业不断要求新的服务和丰富的内容，这使得各地网络容量需求高涨，与此同时，渐进式的半导体产品创新不足以满足市场要求，设备生产商正在寻求新的处理解决方案来制造持久的以软件为导向的平台，促使服务供应商可以在融合网络中快速推出新的服务。正是针对这样的需求，飞思卡尔半导体发布了一款新的多内核通信平台，它实现了嵌入式多内核技术所承诺的优势，建立起改造全球网络的新的实用方法。

　　飞思卡尔新推出的平台是一款具有创新性的多内核架构，提供突破性的效率、性能和规模，同时可解决多内核软件开发过程中不断出现的一些问题。飞思卡尔此次推出的新技术的特点在于节能，并融合了45nm工艺技术的优势。

图1 多核平台系统框图

　　e500内核和Power Architecture处理器

　　飞思卡尔多内核平台包括一个增强的Power Architecture e500-mc内核，它基于e500内核，提供1.5 GHz的顶级频率。该平台同时融合了经验证的基于需求的加速能力，例如处于芯片间信息传递和内存缓冲预留的新的数据通道资源管理技术。为了进行安全的自治操作，本平台使用了程序管理程序(hypervisor)环境，这样多个操作系统可以共享系统资源，包括处理器内核，内存和其它片上功能。

　　e500内核的灵活性可以满足各种需要优化性能的应用需求，并能利用应用处理单元(APU)进行指令集扩展(这些指令集架构主要通过PowerPC指令集架构提供)。e500内核还具有极高的可配置性能，能够满足嵌入式市场特定的性能需求，这种灵活的系统芯片平台方式充分地平衡并优化了芯片的性能、先进功能和功耗。

　　作为嵌入式处理器领域中的领导技术，Power Architecture处理器架构以其易于定制、可升级且高效的特性被数以万计的开发者使用，并被应用在与人们生活息息相关的各种产品中。飞思卡尔在Power Architecture上拥有多年的经验并做出了巨大的贡献，一直致力于通过提供广泛的Power Architecture处理器产品，使越来越多的创新型产品从中获益。基于Power Architecture技术，飞思卡尔的e200、e300、e500 和e600处理器内核被应用于多个系列的SoC及控制器产品，并在市场上赢得好评。飞思卡尔的这一系列内核所提供的宽泛的性能指标为用户提供了全面兼容的技术特性，用以适应多种多样的应用处理需求。

　　新推出的多内核通信平台不是仅仅在芯片上增加更多的内核，而是基于缓存一致且高度可扩展的多内核设计方法的综合SoC架构。事实上，该平台及其支持生态系统将释放多内核运行的真正潜能，为整体网络性能设立新的行业基准，并极大地简化多内核的开发。

　　CoreNet技术与45nm工艺

　　为了消除其它多内核方式中常用的总线共享/内存共享所产生的总线冲突、瓶颈和延时等问题。核心的CoreNet技术发挥了至关重要的作用。CoreNet技术是一种支持片上连接的可扩展的结构，可以无缝地容纳超过32个内核，并且支持异类内核的实施。

　　Linley Group首席分析师Linley Gwennap表示：“飞思卡尔不是将一堆低性能的CPU放在一起，而是在单个设备上融合了多个功能强大的e500 CPU。根据飞思卡尔片上系统的经验，他们增加了一个高速构造，分流一些关键的功能和智能I/O，这样的一个组合将使CPU保持高效率的运行。”

　　2007年1月，飞思卡尔加入了IBM技术联盟，联合进行半导体的研究与开发。作为第一个与IBM技术联盟共同参与低功耗和高性能技术研究和开发的技术开发合作伙伴，飞思卡尔此次的合作方向包括互补性氧化金属半导体(CMOS)技术和绝缘硅(SOI)技术以及45nm产品的高级半导体研究和设计支持转换。

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　　45nm SOI是一项迅速成熟的技术，其中包括一系列高性能晶体管和SRAM字节单元，并可实现高性能和低功耗的完美平衡。这款新的多内核平台正是采用了45 nm技术，才得以大大增强了性能、集成度和电源效率，超过了摩尔定律的预测，同时推动了嵌入式计算的发展。例如，在45 nm工艺上，飞思卡尔可以设计一个多级、缓存一致的分级架构，这样每个内核都有自己的L2缓存，同时还集成共享L3的多兆缓存。

图2 45nm与90nm相比减小的Die

　　高效的开发工具和完善的生态环境

　　飞思卡尔新的多内核通信平台用于帮助客户更方便地移植到多内核环境中，同时保留原有软件投资的价值。飞思卡尔拥有丰富的基于Power Architecture技术的可兼容处理器的开发经验，加上Power Architecture完善的生态系统，使这一切成为可能。

　　为了简化和加快平台上应用程序的开发，飞思卡尔与虚拟软件开发公司Virtutech合作，创建了一个混合模拟环境，该模拟环境将Virtutech公司Simics快速功能技术与飞思卡尔周期精确的平台模型相结合。这样的环境使开发人员在不同的模型之间进行快速的切换，从而可以精确地预测性能和加快开发。Virtutech公司为飞思卡尔的客户和合作伙伴提供了一个虚拟的软件开发平台，提供可控、确定和完全可逆的环境，用于复杂的多内核架构开发、调试和检查软件。Simics环境允许开发者在芯片掩膜(Mark)可用之前将操作系统和应用程序移植和分割到虚拟的多内核平台上，而没有实际环境中的硬件约束。

　　飞思卡尔在多内核通信平台上融入了一些功能，在实现先进的调试的同时，与生态系统的合作伙伴一起合作，确保提供可以利用这些特性的工具。这些功能包括集成的指示跟踪、检测点触发器、 交叉事件触发器、性能监控和Power ISA定义的其他调试功能。这些功能使开发者可以进行动态调试，这对于了解复杂交互非常重要。 因此，飞思卡尔的下一代多核通信平台不仅仅提供了超凡的性能与超低的功耗，同时也通过业界领先的生态系统来帮助设计者实现向多核系统的平滑过渡。事实上，飞思卡尔的多核通信平台将由此成为多核器件的新标准。