Мультикор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Содержание

1 Мультикор
2 Ключевые черты платформы "МУЛЬТИКОР"
3 Снижение стоимости и увеличение жизненного цикла устройств на базе ИМС серий "Мультикор"
4 Цифровой процессор обработки данных
5 Недостатки процессоров Мультикор
6 См. также
7 Ссылки

[править] Мультикор

Multicore (рус. Мультикор) — семейство сигнальных микроконтроллеров, разработанная на российском предприятии ГУП НПЦ "Электронные Вычислительно-Информационные Системы" (ГУП НПЦ "ЭЛВИС"). В основу семейства микроконтроллеров этой серии положена многоядерная архитектура вычислительных машин. Сигнальный - RISC-ядро реализовано в полном соответствии со спецификацией RISC-ядер микроконтроллеров фирмы MIPS32. Оно осуществляет функции управления DSP-ядром. - DSP-ядро (англ. Digital Signal Processor - Цифровой Сигнальный процессор) является высокопроизводительным 32-битным устройством, производящим операции с различными типами данных (плавающая точка в формате IEEE-754, фиксированная точка, 16-битная плавающая точка).

Кроме того, микроконтроллер содержит множество функциональных блоков, осуществляющих вспомогательные операции над данными. Среди них: Контроллер прямого доступа к памяти (англ. Direct Memory Access DMA), Link-порт, Serial-порт, порт внешней памяти.

Платформа "МУЛЬТИКОР" разработана в ГУП НПЦ "ЭЛВИС" и предназначена для проектирования широкого спектра сверхбольших интегральных микросхем (СБИС) для коммерческих, военных и космических применений, которые различаются по вычислительной мощности, стоимости и функциональным возможностям.

[править] Ключевые черты платформы "МУЛЬТИКОР"

Постоянно пополняемые и открытые к наращиванию самые современные цифровые и цифро-аналоговые макробиблиотеки и библиотеки IP-ядер, ориентированные на изготовление спроектированных ИМС на отечественных и лучших зарубежных фабриках; 6-9 - месячный маршрут проектирования ИМС как "Систем-на-кристалле (СнК)" (SOC - System-On-Chip) на базе платформы от архитектуры до топологии (формат GDS II); поэтапная SW/HW (Software/Hardware - программно-аппаратная) верификация процесса проектирования для всех проектируемых ядер и в целом СнК с широким использованием собственных и покупных плат эмуляторов на базе XILINX FPGA; несколько серий ("мини", "миди" и "макси"-конфигураций) однокристальных двухядерных программируемых ИМС сигнальных контроллеров (DSC - Digital Signal Controllers) на базе MIPS-совместимых RISC-ядер, оригинальных масштабируемых DSP-ядер с фиксированной и плавающей точкой и стандартных интерфейсов (PCI, USB, UART, SHARC-байтные порты и т.д.); открытая возможность модификации Заказчиком уже существующих ядер и "Cистем - на - кристалле" либо проектирование новых ИМС с использованием архитектурных спецификаций и ядер Заказчиков, сквозной цикл системной верификации; возможности построения систем на базе ИМС платформы "МУЛЬТИКОР" от маломощных встраиваемых систем до наращиваемых открытых параллельных систем реального времени многомиллиардной производительности, поддерживающих принципы резервирования и реконфигурации; Инструментальное программное обеспечение (ПО), соответствующее лучшим зарубежным аналогам (например, TI), свободно распространяемая демо-версия; Отладочный порт JTAG, накристальные средства отладки в проектируемых ИМС и отладочные модули на базе ИМС платформы "МУЛЬТИКОР". "МУЛЬТИКОР" - это комплекс современных аппаратно-программных средств проектирования СБИС и систем на их основе, включая микро- и макро-субмикронные библиотеки для отечественных и зарубежных фабрик, а также набор свыше 30 стандартных цифровых и оригинальных IP - ядер (в виде "Soft Cores", "Hard Cores" и "FPGA-дизайнов"), объединяемых в "систему на кристалле" на основе стандартной системы внутренних шин AMBA, наиболее популярной в мире для СнК. Библиотеки платформы постоянно пополняются за счет ядер, разрабатываемых потенциальными пользователями ИМС платформы "МУЛЬТИКОР" и партнерами фирмы. Макробиблиотеки и библиотеки ядер разрабатываются таким образом, что они совместимы с лучшими зарубежными электронными фабриками. Это допускает изготовление первых образцов ИМС за рубежом с последующим изготовлением в России. При этом все проекты остаются закрытыми для зарубежного изготовителя.

Стандартный подход к построению СнК на базе шин АМВА позволяет разработчикам ИМС на базе платформы эффективно использовать, наряду с собственными библиотеками, также и ядра, предоставляемые для лицензирования ведущими зарубежными центрами проектирования. Основополагающим подходом в такой стратегии проектирования является использование ранее разработанных и верифицированных функционально законченных блоков, которые извлекаются из базы системы проектирования и повторно используются для разработки ИМС. Такие повторно используемые блоки называются IP-ядрами (IP - Intellectual-Property reused cores), а платформа "МУЛЬТИКОР", основанная на таком подходе, является IP-ядерной.

"МУЛЬТИКОР" - это современная модульная система Инструментального программного обеспечения (ПО) (MultiCoreStudio - MCStudioTM) для ИМС, спроектированных на базе платформы, включая аппаратно-программные средства разработки, отладки и верификации программ: Си-компиляторы, ассемблерные средства программирования, Программные симуляторы ядер и ИМС платформы, JTAG - отладчики, отладочные модули с FPGA - прототипами ядер проектируемых СнК и т.д.

"Мультикор" - это несколько проектируемых серий ИМС мини-, миди- и макси конфигурации (МС-12/24/0226/0226G/04) c фиксированной и плавающей точкой, принадлежащих к новому классу приборов - Цифровым Сигнальным Контроллерам или DSC (Digital Signal Controller), которые объединяют в одном кристалле RISC-ядро и цифровой процессор обработки сигналов (DSP-ядро).

ИМС серии "Мультикор" с плавающей и фиксированной точкой Мини – конфигурации: SISD: MC-12; 2SIMD: MC-24;

Миди – конфигурации MIMD: МС-0226/MC-0226G;

Макси - конфигурации: MC-04 n (RISCores) & m (DSP-Cores). "МУЛЬТИКОР" - это возможность сокращения сроков и стоимости разработки вновь проектируемых аппаратно-программных комплексов с использованием ИМС платформы "МУЛЬТИКОР", увеличение жизненного цикла проектируемых приборов, расширение возможности верификации аппаратуры.

[править] Снижение стоимости и увеличение жизненного цикла устройств на базе ИМС серий "Мультикор"

Масштабируемость архитектуры - преемственность ПО;
Доступность свободно распространяемого ПО для стандартного RISC-ядра - сокращение времени разработки ПО;
Стандартное решение в ИМС - стандартные решения в системной аппаратуре;
МСStudio TM - сокращение времени проектирования ПО;
2 в 1: RISC + DSP - новое качество обработки информационных потоков.

Возможности платформы "МУЛЬТИКОР" обеспечиваются:

масштабируемостью архитектуры DSP-ядер в составе ИМС серий "Мультикор", что позволяет сохранять преемственность программного обеспечения при разработке новых модификаций на ее основе с улучшенными функциональными возможностями;
доступностью использования свободно распространяемого ПО для программирования RISCore_xx, как стандартных RISC-ядер в составе любых ИМС серий "Мультикор";
принципиальным использованием в ИМС платформы "МУЛЬТИКОР" максимально возможного количества стандартных решений (интерфейсов, внутренних шин, форматов данных, диагностических средств); (*)
развитым инструментальным ПО МСStudioTM (MultiCoreStudio) для ИМС серий "Мультикор".

Примечание.(*) К примеру, в сериях ИМС платформы "МУЛЬТИКОР" используются стандартные внешние интерфейсы: стандартный системный порт PCI (Local Bus Specification. Rev. 2.0.), порт UART, SHARC-совместимые линковые порты и последовательные порты (фирмы ADI), стандартная внутренняя шина для построения системы на кристалле (SOC) типа AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture Specification. Rev 2.0), диагностический и отладочный порт JTAG (стандарт IEEE 1149.1-1990), стандарт представления данных в формате с плавающей точкой (IEEE-754) и т.д.

Кроме того, ИМС серий "Мультикор" - это однокристальные двухпроцессорные цифровые сигнальные контроллеры, которые сочетают в себе как возможности микроконтроллеров, так и возможности DSP. Эта их особенность позволяет при значительно меньших проектных затратах строить максимально эффективные системы, обрабатывающие не только потоки сигналов и изображений, но и осуществляющие дополнительно функции управления информационными потоками.

На основе платформы "МУЛЬТИКОР" могут быть спроектированы ИМС для самых различных областей применений: от мобильных терминалов до мощных современных радарных систем.

[править] Цифровой процессор обработки данных

Устройство DSP подразумевает наличие внутренней памяти в несколько килобайт, среди которой программная память и память данных. DSP имеет доступ только к своей внутренней памяти, RISC же имеет доступ как к памяти DSP, так и ко внешней памяти.