有关赛灵思基于ARM处理器处理架构的16个疑问

只看该作者 · 2012-12-15 15:55

4月 28日，全球可编程平台领导厂商赛灵思公司（Xilinx, Inc. (NASDAQ:XLNX)）推出全新的可扩展式处理平台 (Extensible Processing Platform) 架构，为各种嵌入式系统的开发人员提供无与伦比的系统性能、灵活性和集成度。嵌入式系统需要处理日益复杂的功能，这是系统架构师和嵌入式软件开发人员在全球市场所面临的一个极具挑战性的系统需求。基于ARM® Cortex™-A9 MPCore™ 处理器平台使他们能够同时拥有串行和并行处理能力以满足这一需求。这里是有关这个处理器架构的16个问答方便大家对这个架构的理解。

1、赛灵思的最新架构是什么？
赛灵思日前公布了有关可扩展式处理平台的详细架构信息，该平台将完整的ARM® Cortex™-A9 MPCore™ 处理器片上系统 (SoC)与集成了28 nm低功耗和高性能的可编程逻辑完美结合在一起。该全新架构首先是一款基于处理器的系统，复位后即可启动操作系统、访问可编程逻辑，并能帮助系统架构师和嵌入式软件开发人员同时采用串行（使用 ARM 处理器）和并行处理（使用可编程逻辑）功能，以满足应用对较高性能的需求，同时还能充分受益于更高集成度所带来的低成本、低功耗和小型化等优势。

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2、该款可扩展式处理平台主要面向哪些应用？
该平台的架构设计面向包含多个外部输入的嵌入式系统，这种系统的输入内容较多，需要高级并行处理来加以解读(interpret)。运行在高性能应用类处理器之上的应用不仅要接收这些输入，而且还要进行有意义的处理。该平台的目标市场包括汽车辅助驾驶、智能视频监控、工业自动化、航天与国防以及新一代无线应用等。如欲了解关于上述应用的更多信息，敬请访问：www.xilinx.com/cn/technology/roadmap/processing-platform.htm，下载可扩展式处理平台白皮书。

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3、为什么赛灵思选择此时发布上述信息？
用于上述应用的高性能嵌入式系统开发周期较长，首先需要进行架构设计。通过提供全新处理架构的技术细节，系统架构师和设计人员可了解到着手工作所需的必要信息，从而将新一代系统要求融合到该款可扩展式处理平台之中。同时，我们还必须及时与整个生态系统开展合作，以便使其能尽早开发配套的 IP、工具和资源。我们在可扩展式处理平台的定义过程中已经同许多客户进行了合作，我们接下来将很快推出仿真平台等其他工具，以推进开发进程。赛灵思现在已经做好了与客户和合作伙伴启动早期合作的准备。

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4、ARM/Xilinx协议与其他处理器／FPGA 联盟有何不同？
我们的协议超出了处理器内核的标准许可范围。2009年 10 月所发布的声明指出，赛灵思已经采用了 ARM 物理 IP，且两家公司将致力于开展技术合作，共同定义ARM AMBA® 4 规范，而这也是片上通信的业界标准。如欲从ARM了解详情，敬请访问：http://bit.ly/92oFRk。

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5、客户当前能做什么？
赛灵思正在就 ARM 开发环境进行标准化，这样嵌入式系统团队就能立即开始评估各种选择，并就在新一代应用开发中使用可扩展式处理平台制定计划。

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对于系统架构师而言：
系统架构师现在可以根据赛灵思发布的“可扩展式处理背景资料”开始新一代产品的架构设计。该技术背景资料提供了必要的详细信息，可将应用映射于新产品，探索分区并评估性能、成本、功耗和尺寸等优势。如欲了解详情，他们可以访问下列网站：www.xilinx.com/cn/technology/roadmap/processing-platform.htm 。
对于嵌入式软件开发人员而言：
o立即使用 ARM 开发板启动开发工作。基于 Cortex-A9 的器件即将上市。此外也可使用大量推出的 Cortex-A8 开发板。
oARM 提供了基于 Cortex-A9 的开发系统。该系统具有用于 IP 开发的赛灵思板上Virtex®-5 FPGA。
oARM RealView 开发软件等工具包含了指令集仿真器。无需目标硬件，即可借助该仿真器进行软件开发。
对于硬件开发人员而言：
o许多设计方案都将包括客户所熟知的加速器和外设，而这通常都涉及专有 IP。开发人员可用 Virtex-6 和 Spartan-6® FPGA 系列开始 IP 优化。
o客户还能在赛灵思 ISE® 设计套件 12 中为 IP集成 AXI-4 互连协议，并开始采用赛灵思及其合作伙伴所推出的符合 AXI-4 标准的可用 IP。
o欢迎访问 www.amba.com ，熟悉 MBA4 规范并开始着手设计工作，满足 AXI 4互连协议的要求。

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6、专为特定产品线而设计的该款新架构是否将扩展现有的赛灵思 FPGA 系列？
可扩展式处理平台是一个新系列，采用了将用于赛灵思新一代 FPGA 系列产品中的 28nm可编程逻辑。虽然上述两个产品系列使用相同的 28nm 可编程逻辑，但却属于面向不同市场要求的不同产品系列。如欲了解关于 28nm战略的更多信息，请参见：《赛灵思选择 28 nm高性能低功耗工艺加速平台开发，推动可编程技术势在必行之趋势》。

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7、赛灵思为什么采用了 ARM 的处理器技术？
主要原因在于 ARM 的处理器发展规划以及广泛的生态系统，此外也包括 ARM 的业界领先地位和广泛的客户群：
o作为一家业经验证的出色供应商，ARM 拥有 200 多家芯片合作伙伴以及 500 多份许可证和设计方案，在全球出货量中有 170 亿部器件均采用了 ARM 技术。
oARM 显然已在处理器架构领域占据世界级领先地位。其产品在嵌入式、主流和高性能应用领域已广受市场验证。

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8、赛灵思是否已经为 ARM Cortex 处理器提供支持了？
是的，我们通过 ARM 提供支持。面向 Virtex FPGA 和 Spartan FPGA 系列的 Cortex-M1 以及基于赛灵思器件的 RealView 开发板目前已经推出，可用来开发完整的系统，验证定制 IP 并编写设备驱动程序。

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9、赛灵思正在采用 ARM 提供的哪些物理 IP？
赛灵思正在采用为处理器实施方案而优化的 28nm工艺 ARM IP，此外还包括经过优化的单元库和嵌入式存储器。

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10、为什么 AMBA 规范的联合开发如此重要？
ARM 和赛灵思一致认为，如要满足嵌入式处理要求，则必须提供可在 FPGA 架构上实现 IP 互操作的标准接口。通过就规范开展合作，两家公司可确保全面有效满足处理器系统、可编程逻辑系统和任意组合的技术要求。

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11、正在使用 ARM 处理器的设计人员如何转型？
Cortex-A9 处理器使用第七版的 ARM 指令集架构 (ISA) 。总体而言，ARM ISA 各版本是向后兼容的，即已经编译的二进制代码和老版本 ISA 重新编译的源代码也能运行在较新的版本上。不过也会存在一些例外。

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12、软硬件设计人员如何互动创建设计方案？
可扩展式处理平台复位时会启动处理器，而后就能访问可编程逻辑结构。软件开发人员可移植并在处理器系统以及需要操作系统的应用中运行应用代码。
软件开发人员将访问高性能加速器或非硬件处理器系统组成部分的其他外设。这些加速器和外设存在于可编程逻辑中，并可作为系统中可寻址的存储器空间加以访问。开发期间，在加速器或外设可用之前或在需要更多加速器或外设时，软件开发人员将与硬件开发人员进行合作。
硬件开发人员可使用Xilinx Platform Studio (XPS) 和ISE 设计套件嵌入式版本配套提供的嵌入式开发套件 (EDK) 来访问一系列可用的嵌入式 IP，进而构建加速器和外设。此外，硬件设计人员也可利用广泛的 Core Generator IP 库来下载非嵌入式加速器和／或用赛灵思设计工具来构建自己定制的加速器及外设。
赛灵思提供了处理器系统配置向导，能让软件或硬件设计人员支持处理器系统中各种已经固化的 IP 模块。

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13、赛灵思采用 ARM 技术对开发环境有何影响？
赛灵思致力于开发并推广世界级的 FPGA 设计环境。转而采用 ARM 技术后，赛灵思将为客户和生态系统开发人员提供灵活的计算平台，确保 IP 和软件开发能够实现共享以及大规模重复利用。

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14、该消息的宣布与赛灵思目标设计平台策略有何关系？
新型可扩展式处理平台是赛灵思目标设计平台战略的重要组成部分，将帮助软硬件设计人员充分发挥 FPGA 设计领域开放式标准、通用设计方法、开发工具和运行时间平台的作用。IP 标准化和生态系统支持是利用 FPGA 成功实施 SoC 的基础。ARM 联盟反映了赛灵思在上述两大领域中的承诺和投入。

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15、今天宣布的消息是否影响赛灵思对 PowerPC® 架构的支持？
不会。赛灵思提供广泛的嵌入式处理功能，其中包括高性能 Virtex FPGA 系列中的集成硬核。尽管赛灵思正在构建满足新一代嵌入式处理技术未来需求的基础，但公司仍将继续支持 PowerPC 架构，尽力满足使用 Virtex-II Pro FPGA、Virtex-4 FX FPGA 和 Virtex-5 FXT FPGA 客户的要求。

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16、赛灵思是否会继续支持 MicroBlaze™ 软核处理器？
是的。MicroBlaze 处理器仍将继续成为赛灵思嵌入式系列中的重要组成部分。MicroBlaze 处理器为赛灵思 FPGA 结构进行了高度优化，将继续移植到丰富的 FPGA 器件上并进行相关强化。MicroBlaze 将采用 AMBA-AXI 接口，并首先随赛灵思 ISE 设计套件 12.3版本一同推出。