嵌入式新利器 性能功耗完美體

由于嵌入式系統設計日益復雜且對運算效能的要求大幅提高，為全方位滿(mǎn)足客戶(hù)對執行效率、面積、功耗的高要求，新思科技公司日前發(fā)布其全新DesignWare ARC HS處理器，具有高度的可配置性、延展性，能提供豐富的設計彈性，同時(shí)能夠提供超過(guò)4200DMIPS的性能，而功耗小于85毫瓦，堪稱(chēng)高階嵌入式系統開(kāi)發(fā)的設計新利器。

　　據悉，新思科技此次推出的32位ARC HS34和HS36處理器是基于擴展ARCv2架構的高速、低功耗處理器系列的首批成員、是迄今為止性能最高的ARC處理器內核，在采用典型的28納米（nm）硅工藝時(shí)，可提供高達2.2GHz 的速度和1.9 DMIPS/MHz的性能。即使是延用上一代制造工藝，不管是在主打高效能優(yōu)勢的40納米泛用型制程（40G）還是主打低耗電量?jì)?yōu)勢的40納米低耗電制程（40LP）下ARC HS亦有不俗表現。

　　應對效能新需求

　　新思科技亞太區解決方案事業(yè)群應用工程經(jīng)理劉庭墉先生介紹到，現階段嵌入式系統對處理器性能、功耗管理提出新的要求，兼具高效能與低功耗，同時(shí)富有極大的設計彈性的處理器才能夠順應設計需求，32位ARC HS34和HS36處理器能夠同時(shí)滿(mǎn)足上述要求，而且兼顧產(chǎn)品面積，在采用典型28納米工藝時(shí)的硅片面積僅為0.15平方毫米，這使得HS處理器能夠在未來(lái)的便攜式智能設備上大有可為。另外，HS處理器專(zhuān)門(mén)針對在完成高速數據和信號處理任務(wù)時(shí)的功率效率（DMIPS/mW）和面積效率（DMIPS/mm2）進(jìn)行了優(yōu)化。這種優(yōu)化使它們非常適合于系統級芯片（SoC）中的嵌入式以及深度嵌入式處理器，這些SoC可用于諸如固態(tài)硬盤(pán)、連網(wǎng)設備、汽車(chē)控制器、媒體播放器、數字電視、機頂盒和家庭聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品等。

　　圖1：新思科技亞太區解決方案事業(yè)群應用工程經(jīng)理劉庭墉先生

　　現在，ARC系列處理器已經(jīng)在嵌入式IP市場(chǎng)占據19%的份額，應用方面，在SSD存儲領(lǐng)域占有巨大的市場(chǎng)份額。另外，據研究機構Linley Group的資料表明，在相同的功耗下，ARC HS34的效能表現約是ARM Cortex-R5及MIPS InterAptiv的三倍，這種強大的優(yōu)勢能夠有效滿(mǎn)足嵌入式系統對處理器效能愈來(lái)愈嚴苛的要求，將有助新思科技ARC架構進(jìn)一步擴大在嵌入式系統市場(chǎng)的占有率。

　　圖2：28 HPM制程工藝下的性能比較

　　新思科技資深應用工程師王偉先生亦指出，ARC HS處理器支持亂時(shí)序執行，能夠最大限度的減少指令間的依賴(lài)（如數據依賴(lài)等）對處理器性能的影響，可以使處理器中的執行單元盡量少的處在等待狀態(tài)，大大提高了處理器的運行效率。

　　圖3：新思科技資深應用工程師王偉先生

　　ARC HS 處理器在提升高數據吞吐量和降低系統延遲方面也有很多優(yōu)勢，首先ARC HS 處理器支持64位的數據load/store 指令，相較于僅支持32位數據load/store的處理器，會(huì )大幅提高數據吞吐量。其次，ARC HS處理器還支持自定義指令和自定義IO，允許客戶(hù)在A(yíng)RC HS 處理器上定義私有的IO總線(xiàn)，并交由自定義指令處理，這樣也會(huì )大大提高數據吞吐量。

ARC HS 處理器在降低系統延遲方面的優(yōu)化：