Мультикор
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
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.
Содержание |
[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.
[править] Недостатки процессоров Мультикор
Одним из недостатков является необходимость останавливать ядро DSP для результатов его работы и загрузки новых данных.
