SoC处理器的定标原则

文章摘要： 多个处理器的集总性能：SoC设计师将利用指令级和任务级两个并行性。专用处理器架构将利用指令级并行性，在单一种算法内，通过矢量(SIMD)和长指令字技术使吞吐量和效率大为增加。多个处理器自然利用任务级并行性。集成式开发工具和处理器生成器将使设计师可以研究由简单的增强型RISC处理器到庞大的长指令字矢量架构的各处理器的扩展范围，他们还将可以探查各种不同的处理器数量和系统拓朴。大量简单处理器和小量复杂处理器的模型产生了相似的整体吞吐量预测。吞吐量集总性能示于图4中(假定芯片面积为140mm2，处理器架构适度扩展)。在较小型简单扩展处理器和较庞大型数据并行处理器两种情形下，性能增长率(年

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       多个处理器的集总性能：SoC设计师将利用指令级和任务级两个并行性。专用处理器架构将利用指令级并行性，在单一种算法内，通过矢量(SIMD)和长指令字技术使吞吐量和效率大为增加。多个处理器自然利用任务级并行性。集成式开发工具和处理器生成器将使设计师可以研究由简单的增强型RISC处理器到庞大的长指令字矢量架构的各处理器的扩展范围，他们还将可以探查各种不同的处理器数量和系统拓朴。大量简单处理器和小量复杂处理器的模型产生了相似的整体吞吐量预测。吞吐量集总性能示于图4中(假定芯片面积为140mm2，处理器架构适度扩展)。在较小型简单扩展处理器和较庞大型数据并行处理器两种情形下，性能增长率(年增65%)及绝对值(1013操作/秒)是相似的。

  SoC设计的新方法

       一种加快多功能数百万门SoC开发的全新途径正在出现。

       第一，用可扩展处理器代替寄存器传输级(RTL)设计中的常规嵌入式处理器芯核和硬连接逻辑功能，以缩短设计时间和取得完全可编程性。软件开发工具、仿真模型和硬件优化设计必须由一种单一的源描述生成，以加速研发进程，确保完整性和正确性。

       第二，这些专用处理器是定制的，其运行功能与它们所代替的硬性RTL逻辑功能块近乎等效。数据密集型应用中的高性能和易适应性可使这些定制处理器作为SoC设计的基本结构而发挥更大的作用。处理器的这种多方面作用可为控制和数据功能带来更加完整更为普遍的可编程性。单一的可编程多处理器SoC(MPSoC)可用于多种应用和多个客户。随着标准的变化，新功能可以加到软件上，由于避免了SoC的反复(respins)，因而降低了整个研发成本。

       一般来讲，硬件和软件的研发均各自依照一套不同的高度专业化的设计技能展开。技能上的差异和协调上的困难使SoC设计变得日趋昂贵、风险高及缓慢。多处理器芯核SoC设计方法学的统一可使系统划分、子系统设计以及硬/软集

成变得更快，从而造就出具有更高可重用性和更好投资回报的SoC平台。

       基于处理器的SoC设计调节了晶体管不断增长而工程师人数相对不足的矛盾。软件任务层面上的功能说明要比等效的硬件逻辑功能设计简便和快捷得多，因此这种以软件为中心的设计方法蕴藏着更高设计生产率的潜力。而且，专用处理器的使用可保留软件方法的优势，并可使处理器处理许多以前只在硬件逻辑中实现的数据密集型任务。

       结语

       对数字系统设计的定量预测可以概括为一句话，即“SoC处理器定标的原则”。第一部分：以软件为核心的多处理器SoC设计将成为一种标准的设计方法，典型的片上处理器数量每年上升30%，到2015年将会有数千个处理器。第二部分：典型的基于处理器的SoC的集总计算能力将每年增长65%，到2010年达到每秒1万亿次操作。这种处理器定标模型表明了先进系统级芯片架构清晰的发展远景，典型设计可由功用各异的大量处理器构建。 “海量处理器”SoC设计方法使用完全可编程的应用调节处理器作为集成式系统的基本构建功能块。

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