RISC-V обеспечивает инновационную архитектуру процессоров для SoC FPGA

Компания Microchip Technology Inc. (далее — Microchip) объявила о выпуске нового семейства PolarFire SoC, которое имеет потребление на 50% меньше, чем микросхемы конкурентов и, соответственно, упрощает решения по отводу тепла. PolarFire SoC — первая в мире система-на-кристалле с детерминированным когерентным кластером процессоров новой архитектуры RISC-V и детерминированной подсистемой памяти L2, позволяющими создавать приложения жесткого реального времени на основе ОС Linux.RISC-V обеспечивает инновационную архитектуру процессоров для SoC FPGA

Для компании Microchip всегда были важны не только структура системы команд (например, открытая и свободная система команд — Instruction Set Architecture, ISA) или тот или иной чип, а способность удовлетворять потребности в обработке данных для самой широкой клиентской базы, охватывающей большой спектр приложений и рынков. Сегодня команда Microchip выпускает не только микроконтроллеры PIC, AVR, ARM, MIPS, но и чипы архитектуры RISC-V, а также инструменты разработки, предлагая на выбор для клиентов самый широкий спектр вариантов. RISC-V — это открытая и свободная система команд и процессорная архитектура на основе концепции RISC для микропроцессоров и микроконтроллеров. Спецификация доступна для свободного и бесплатного использования, включая коммерческие реализации непосредственно в кремнии или конфигурировании вентильных матриц FPGA.

Для программируемых вентильных матриц (Field Programmable Gate Array, FPGA) следующего поколения, в котором процессорная подсистема интегрирована как блок специализированной интегральной схемы (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), в отличие от других коммерчески доступных архитектур, была выбрана RISC-V ISA. Этот выбор в первую очередь сделан потому, что RISC-V ISA более эффективно отвечает требованиям конечных рынков и открывает новые возможности как для самой компании, так и для ее клиентов. Это прежде всего высоконадежные FPGA системы на кристалле с чипом (System-on-Chip, SoC), которые, кроме рынка мобильных устройств, весьма популярны и в других сегментах.

Однако к таким устройствам, как SoC FPGA, предъявляются различные требования, что связано с приложениями, которые обслуживают конечные рынки. Основываясь на этом, компания представила для недавно анонсированной SoC PolarFire в данной линейке SoC FPGA среднего диапазона с низким энергопотреблением, способной работать на полнофункциональной операционной системе (rich OS) Linux. Решив поддержать полнофункциональную ОС, потребитель фактически абстрагируется от роли разработчика прикладного программного обеспечения, лежащей в основе ISA и микроархитектуры. Однако стоит заметить, что ISA в сочетании с микроархитектурой будет предоставлять для данного приложения показатели между производительностью, энергопотреблением и занимаемой площадью (известные как PPA — Power, Performance, Area), но как разработчик прикладного программного обеспечения вы в значительной степени сможете уделить внимание вычислениям, вводу/выводу и памяти. Тем не менее может возникнуть вопрос: а что с экосистемой, ведь для некоторых ISA существует очень широкое поле возможностей?

Вопрос, конечно, интересный, но он касается уже устоявшейся системы команд ISA. Но здесь следует помнить, что на рынке нет двух SoC с одинаковой картой памяти, входами/выходами (I/O), коммутаторами шины, контроллером памяти, процессом загрузки и т. д. Каждый поставщик разрабатывает и производит продукты для удовлетворения потребностей своих клиентов, и это потребности разные.

Текущая ситуация такова, что экосистемы фрагментированы, и при переходе от продукта поставщика A к продукту от поставщика B приходится решать вопросы адаптации даже в рамках одной и той же ISA. И данная ситуация никогда не изменится, а значит, это и есть основной мотив для OEM-производителей, чтобы абстрагировать базовый кристалл от разработки программного обеспечения и перейти на полнофункциональную ОС. И все потому, что все SoC FPGA — разные. Когда число разработчиков программного обеспечения превысит число разработчиков конечного оборудования и составит соотношение 10:1, компании начнут максимально использовать возможности разработки готового полнофункционального программного обеспечения.

Принятие решения о поддержке полнофункциональной ОС позволило компании Microchip оценить, какой IP-процессор процессора в соответствии с требованиями клиентов доступен на рынке, зная, что в конце концов ОС абстрагирует все это за исключением PPA (поскольку в реальных приложениях при создании SoC, кроме производительности, должен быть найден практический компромисс между производительностью, энергопотреблением и занимаемой площадью), и выбрать микропроцессорную архитектуру RISC-V.

RISC-V позволяет вводить новшества на архитектурном уровне бесплатно. Соответственно, теперь клиенты компании могут разрабатывать специализированные проекты для таких приложений, как обработка изображений и машинное обучение, критические для безопасности системы, устройства индустриального «Интернета вещей» (Industrial Internet of Things, IIoT), безопасные коммуникации и системы вооружения. Например, в PolarFire SoC, работая с со своим IP-партнером SiFive, компания Microchip создала 5-ядерную подсистему процессора, которая может запускать приложения жесткого реального времени (hard real-time application — в таком приложении все времена обработки должны каждый раз гарантироваться и соблюдаться, иначе приложение не будет правильно и своевременно функционировать, что может привести к тяжким последствиям, включая гибель людей или разрушение объектов техники) и поддерживать многопроцессорность (SMP) в ОС Linux с последовательной схемой передачи сообщений в одной и той же процессорной подсистеме с использованием одного и того же ISA.

Все начинается с требований заказчиков для детерминированного управления машиной и использования экосистемы Linux во все более мелких машинах, которые имеют либо ограничения по тепловыделению, либо требования в части низкого энергопотребление. Сделать это специалистам компании Microchip позволили некоторые относительно простые изменения в существующей спецификации процессора:

  • Предоставление пользователям возможности преобразовывать части подсистемы кэш-памяти первого уровня (L1) в тесно интегрированную память без промахов и прямого доступа.
  • Предоставление пользователям возможности отключать предикторы ветвления в любом ядре.
  • Предоставление пользователям возможности разбивать подсистему кэш-памяти второго уровня (L2) на Loosely Integrated Memory (LIM), которая может быть подключена к процессору для детерминированного доступа.

Конечным результатом является то, что PolarFire SoC предоставляет клиентам инновационную SoC FPGA на основе архитектуры RISC-V, которая позволяет им для реализации маломощных, безопасных и надежных конструкций объединять приложения жесткого реального времени и Linux непосредственно в одном чипе. Дополнительная информация доступна на сайте компании Microchip.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

live bedroom sex video pornview.org monalisa hot video full color hentai manga hentaicity.org kayle hentai 仙台 ニューハーフ javmobile.mobi 日常生活の着爆乳 美奈子編 xx video janwar indianpornmms.net xxxsexfilms なりすまし文系女子痴女ntr~sex狂の美少女が見た目を変えて清純好き男を寝取りまくった~ 麻里梨夏 javshare.info 咲坂あいり
نيك بكل الاوضاع xenival.com سكساوى عرب birpara college mecoporn.com marathi video sax نكت اختي pornovuku.info سكس عربى امهات sri lankan hot sex hdtubefucking.com hot sex vedio.com سكساحترافي gratisfucktube.com كايلاني لي
نيك دلع thogor.com رقص مع خلع الملابس نيك صور realpornmovies.net صورسكس نيك カリスマ読者モデル史上最悪の恥辱 愛波りりか javlibrary.pro 乙葉ののか 岬ななみ 動画 ero-video.mobi 中条カノン av اغتصاب بورنو arabianmotion.com نيك هند صبرى