引言
今天的SoC（系統(tǒng)單芯片）處理器都集成了一系列的核心,、加速器和其它處理單元,。這些異質(zhì)的多核架構(gòu)提供了更多的計(jì)算能力，但其復(fù)雜性也為各種應(yīng)用中嵌入系統(tǒng)的開發(fā)人員帶來了新的挑戰(zhàn),，這些應(yīng)用包括控制層處理器,、視頻服務(wù)器、無線基站,，以及寬帶網(wǎng)關(guān)等,。如果是分立的核心，每個核心都能完全地訪問和控制自己的資源,。這種可預(yù)測的訪問能夠做直接的管理,，而有實(shí)時約束的應(yīng)用也具備了確定的性能。然而,，在一個多核架構(gòu)中,，各個核心共享資源,，潛在的競爭使很多設(shè)計(jì)因素復(fù)雜化,，例如處理延時以及可靠地中斷處理。
為了提供與單核器件相當(dāng)?shù)拇_定性能,，多核架構(gòu)開始采用已經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)通信驗(yàn)證的資源共享與管理技術(shù),。這些架構(gòu)使用已有的隊(duì)列與流量管理技術(shù)，在多個核心之間有效地分配資源,、使吞吐量最大化,、盡可能減小響應(yīng)延時，并且避免了不必要的擁擠,。
1 資源虛擬化
從架構(gòu)的角度看,，SoC是多核心的復(fù)雜系統(tǒng)，它通過一個高速結(jié)構(gòu),，將各種控制與資源連接起來（圖1）,。在很多方式上，一片SoC內(nèi)部的無數(shù)交互操作都很像一個有很多資源（或核心）的通信網(wǎng)絡(luò)，這些資源與相同目的地做交互操作,，包括內(nèi)存,、外設(shè)與總線。顯然,，設(shè)計(jì)人員用于提高網(wǎng)絡(luò)效率的帶寬管理技術(shù)（如虛擬化）也能用于管理多處理器核心以及共享外設(shè)之間的流量,。
圖1.下一代SOC是多核心訪問相同的共同資源的復(fù)雜系統(tǒng)
片上資源的虛擬化使各個核心能夠共享訪問權(quán)；這種共享的訪問權(quán)對應(yīng)用是透明的,。每個應(yīng)用都可以把一個資源看作像自己獨(dú)有一樣,，而一個虛擬化管理器用于匯總共享的所有權(quán)（由所分配的帶寬量所測定）。對資源的虛擬訪問和共享訪問都需要一個隊(duì)列管理器和一個流量管理器,。各應(yīng)用使用一個或多個隊(duì)列,，緩存對某個資源的訪問。虛擬化為隊(duì)列增加事件或事務(wù),，當(dāng)資源可用時將它們從隊(duì)列中拉出,。隊(duì)列包含了一個指向緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)的緩存描述符（buffer descriptor），并且實(shí)現(xiàn)隊(duì)列可以有多種方式,，具體取決于應(yīng)用的需求,。一只SoC所支持的隊(duì)列數(shù)是不定的，從數(shù)百個到數(shù)萬個,，可滿足各種應(yīng)用的需求,。
隊(duì)列管理器可刷新隊(duì)列的狀態(tài)，即：隊(duì)列大小,、頭指針,、尾指針，以及起始地址,，并且維護(hù)填充水平與閾值,，包括全滿（full）、將滿（almoST full）,、將空（almost empty）和全空（empty）,。隊(duì)列管理器還為每個隊(duì)列提供完全的內(nèi)存管理，包括空閑池的緩沖分配與回收,，以及當(dāng)某個隊(duì)列中增加事件時的訪問權(quán)檢查（圖2）,。多個請求者可以同時為一個或多個隊(duì)列增加描述符，也能在等待某項(xiàng)服務(wù)的多個隊(duì)列中做出選擇,。
對于指向相同資源的多個隊(duì)列,，管理器作為可用帶寬的仲裁器。此任務(wù)不僅是在共享某個資源的各應(yīng)用之間,，也包括一個應(yīng)用可能必須使能QoS（服務(wù)質(zhì)量）的多個隊(duì)列之間,。
流量管理采用監(jiān)管與整形機(jī)制,，測量并控制指定給某個流或一組流的帶寬數(shù)。監(jiān)管機(jī)制用于控制流量管理器為某個隊(duì)列增加事件的速率,，而整形機(jī)制則是流量管理器從隊(duì)列中去除事件的速率,。為了獲得最佳的控制，以及管理隊(duì)列優(yōu)先權(quán)的能力,，必須在每個隊(duì)列基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)監(jiān)管與整形,。流量管理器亦根據(jù)一個預(yù)設(shè)的服務(wù)算法，將多個隊(duì)列映射到單一的共享資源,。
有了隊(duì)列和流量管理,，就可以提供可靠的端至端QoS。這種方案允許多個路徑共享一個資源,，而不會對帶寬的預(yù)訂產(chǎn)生負(fù)面影響,。精細(xì)粒度QoS支持SLA（服務(wù)水平協(xié)議），保證了在每個流量基礎(chǔ)上的最小,、平均和最大帶寬,。開發(fā)人員可以實(shí)現(xiàn)隊(duì)列水平的流量標(biāo)記與度量，以防止出現(xiàn)擁塞,。擁塞的早期通知使隊(duì)列管理器能夠采用正確的措施,，通過向流量資源的反饋，去除對可能丟棄數(shù)據(jù)包的不必要處理,，或理想情況下,，能完全避免擁塞。
舉例來說,，一個基于隊(duì)列與流量管理的以太網(wǎng)驅(qū)動程序能防止任何一個處理器不公平地獨(dú)占端口帶寬,。它還能確保帶寬分配以及最大的延時約束，而與其它隊(duì)列狀態(tài)無關(guān),。驅(qū)動程序支持對仲裁方法的選擇（例如：嚴(yán)格優(yōu)先級或帶權(quán)重的輪叫）,，有助于實(shí)現(xiàn)可靠的實(shí)時服務(wù)，如視頻流,。最后,，多個資源還可以共享以太網(wǎng)端口,，而不會對帶寬預(yù)訂產(chǎn)生負(fù)面影響,。像IP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）轉(zhuǎn)發(fā)這類任務(wù)很容易可靠地實(shí)現(xiàn)，而對延時敏感的應(yīng)用（如音視頻的發(fā)送）則受益于確定且可靠的端口管理,。另外,，當(dāng)用硬件實(shí)現(xiàn)了隊(duì)列和流量管理時，驅(qū)動程序幾乎無需軟件開銷,，就可以維持端至端的QoS,。
2 虛擬化層
早期的多核SoC與初期的網(wǎng)絡(luò)處理器類似，都將虛擬化資源的全部工作留給了開發(fā)人員。應(yīng)用在某種程度上必須判斷出自己在與其它應(yīng)用共享某個資源,。當(dāng)一個應(yīng)用使用某個共享資源時,，它必須以某種與其它應(yīng)用共存的方式這樣做。操作系統(tǒng)也需要支持虛擬化,。
圖2.基于硬件的虛擬化卸下了應(yīng)用處理器的隊(duì)列管理負(fù)擔(dān),，包括刷新隊(duì)列狀態(tài)，維持填充水平和閾值,，分配與重新分配緩沖區(qū),，以及當(dāng)應(yīng)用要訪問某隊(duì)列時，確認(rèn)其訪問權(quán)限,。
在一個傳統(tǒng)架構(gòu)中,，處理器通過一個軟件層，管理著自己對共享資源的訪問（圖3a）,。處理器必須知道哪個資源是可用的,，以及自己可以使用它們的頻率。隨著處理數(shù)量的增加,，資源共享的復(fù)雜性也在增長,。基于軟件虛擬化的一個缺點(diǎn)在于,，它為數(shù)據(jù)包存儲以及接下來數(shù)據(jù)包獲取的每個事務(wù)都引入了一個開銷,。這種開銷消耗了處理器周期，為代碼處理帶來了復(fù)雜性,。它還給虛擬化軟件帶來了帶寬管理和滿足預(yù)訂保證的負(fù)擔(dān),。即使通過工具實(shí)現(xiàn)了虛擬化代碼的自動化創(chuàng)建，開發(fā)者仍然必須在應(yīng)用交互通過虛擬化代碼時,，進(jìn)行查錯調(diào)試,。
圖3.（a）隨著處理器數(shù)量的增長，資源共享的復(fù)雜性與開銷也在增加
（b）除卸載了隊(duì)列與流量管理工作以外,，資源共享變得對應(yīng)用透明
2.1 虛擬化增加了開銷和復(fù)雜性,，限制了多核SoC的使用
不過，隊(duì)列和流量管理是一個相當(dāng)確定性的過程,，可以采用硬件實(shí)現(xiàn),。開發(fā)人員為某個應(yīng)用配置一次隊(duì)列，然后硬件機(jī)制就可以完整地卸下隊(duì)列管理負(fù)載,，因此將相當(dāng)多的計(jì)算周期還給了應(yīng)用處理器,。動態(tài)改變分配的能力使得可以在運(yùn)行時修改配置，以適應(yīng)不斷變化的工作負(fù)載,。
在一個采用基于硬件的隊(duì)列與同步機(jī)制的架構(gòu)中,，每個處理器都獨(dú)立于其它處理器而運(yùn)行（圖3b）,。通過資源的虛擬化，共享就對應(yīng)用透明了,。機(jī)制會分配每個處理器和每個任務(wù)的資源帶寬,，而每個處理器和任務(wù)運(yùn)行時則像是資源唯一控制方。盡管不同應(yīng)用實(shí)現(xiàn)隊(duì)列和流量管理的粒度并不相同,，但基于硬件的資源虛擬化與共享能顯著提高系統(tǒng)的效率,。
2.2 基于硬件的虛擬化層去除或加快了軟件虛擬化層
虛擬化的卸載顯著增加了處理器的效率。在某些情況下,，基于硬件的虛擬化完全不需要基于軟件的虛擬化,，除了在初始配置期間。還有一些情況下,，基于硬件的隊(duì)列與流量管理大大加快了數(shù)據(jù)路徑中虛擬化軟件的速度,。
2.3 基于硬件的虛擬化層還降低了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，加快了開發(fā)進(jìn)度
因?yàn)樗恍枰_發(fā)人員圍繞虛擬化層作實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì),。這種方案簡化了設(shè)計(jì),，加快了上市時間。
2.4 基于硬件的虛擬化層還提高了確定性
由于沒有了虛擬化開銷,，就減少了系統(tǒng)中斷的重要來源,。于是降低了處理延時，增加了系統(tǒng)的響應(yīng)能力,。
這種方案的另一個好處是簡化了調(diào)試工作,。由于虛擬化和資源共享都是硬件功能，虛擬化層本身就不是開發(fā)過程的一部分,。但如調(diào)試有要求,，開發(fā)人員仍然擁有對隊(duì)列的完全訪問和控制能力?；谟布奶摂M化層還增加了可靠性,，因?yàn)橛布?shí)現(xiàn)的隊(duì)列和流量管理不易受很多在軟件實(shí)現(xiàn)中容易出現(xiàn)的問題的影響。例如,，如果基于軟件的代碼處理虛擬化有所折衷,，則整個系統(tǒng)就很脆弱。采用基于硬件的實(shí)現(xiàn)時,，就不存在有受損危險的中心化控制例程,。
3 處理器卸載
所支持的隊(duì)列卸載水平與實(shí)現(xiàn)有關(guān)。例如,，有些SoC可能提供鎖定機(jī)制,，但并不管理隊(duì)列的全部狀態(tài),。理想情況下,，開發(fā)人員想要一個支持不同配置的靈活系統(tǒng),，能直接與軟件整合，并盡可能減少為適應(yīng)SoC而做的軟件修改,。一個虛擬化機(jī)制可能很有效,；但是，如果要與傳統(tǒng)編程模型有大的變化,，則移植應(yīng)用代碼會增加系統(tǒng)成本,，延遲上市時間。
實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的方式也會影響到系統(tǒng)的性能,。例如,，隊(duì)列的位置影響著哪些處理器可以訪問這些隊(duì)列。有些隊(duì)列必須以內(nèi)存類型存在,，在整個芯片上分布,，或者被捆綁到某個資源上。動態(tài)分配的隊(duì)列使開發(fā)人員擁有某種靈活性,，能恰當(dāng)?shù)貙㈥?duì)列劃分給應(yīng)用和資源,。對于采用多只多核SoC的系統(tǒng)，如擁有通過一個系統(tǒng)總線（如PCIe）管理隊(duì)列的能力,，則資源的共享不僅能在同一SoC的不同核心之間,，而且能在不同SoC之間。例如,，一個處理簇可以共享單個轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫,。另外，一個多SoC系統(tǒng)可能擁有一個單一的深層數(shù)據(jù)包檢查引擎,，而運(yùn)行在不同SoC上的應(yīng)用必須訪問該引擎,。這種多芯片的資源共享能夠?qū)崿F(xiàn)更進(jìn)一步的系統(tǒng)資源虛擬化。
多芯片架構(gòu)中最大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)之一是用某種方式的分區(qū)工作,，以將資源需求平均地分配給所有處理器,。在基于軟件的虛擬化中，這個過程可能非常耗時,，為設(shè)計(jì)人員增加了負(fù)擔(dān),，包括高效管理空閑內(nèi)存池的挑戰(zhàn)。另外,，軟件的任何修改都可能為資源需求帶來變化,，這就需要開發(fā)人員重新劃分系統(tǒng)分區(qū)。非對稱和對稱多處理器架構(gòu)都有很多這類問題,。
采用基于硬件的虛擬化時,，大多數(shù)分區(qū)管理任務(wù)放在硬件上，而操作系統(tǒng)則處理少量剩余任務(wù),。由于采用這種抽象分區(qū),，開發(fā)人員于做系統(tǒng)修改時,，無需對系統(tǒng)做手工的重新分區(qū)。這種方案亦卸載了應(yīng)用與操作系統(tǒng)的一些任務(wù),，如管理空閑的內(nèi)存池,。
4 帶寬保證
對一個資源的控制亦擴(kuò)展了一只處理器可以接受的最大分配限度，解決了接收端的處理瓶頸問題,。例如,，對于很多通信、音視頻,、數(shù)據(jù)采集以及測試與測量應(yīng)用,，接收處理器都有預(yù)期或可以處理的最大傳輸數(shù)據(jù)速率。在這些情況下,，即使外設(shè)擁有更多的能力（因?yàn)槠渌幚砥鳟?dāng)前未使用它們的分配額）,，應(yīng)用也不希望隊(duì)列以更快的速率刷新，因?yàn)檫@種刷新可能超出接收處理器的能力,，造成數(shù)據(jù)損失,。
很多開發(fā)人員在設(shè)計(jì)時會采用最差情況方法；他們要確認(rèn)有足夠的容量支持最差情況的負(fù)載,。但是,，在典型工作條件下，這種方法無法用到全部的資源容量,。例如,，一個典型的輪轉(zhuǎn)仲裁算法僅支持最低的配額。如果系統(tǒng)對某個資源有多達(dá)10個請求方,，則每個請求方總是可以期望擁有至少10%的帶寬,。然而，如果僅有一個請求方活動,，則該請求方可以獲得100%的帶寬,。
虛擬與透明的資源分配方法意味著一個應(yīng)用并不知道自己可能獲得多少帶寬。對于接收端存在瓶頸的應(yīng)用,，為某個資源設(shè)定最大配額的能力對系統(tǒng)的穩(wěn)定非常重要,。這個最大值使開發(fā)人員能夠控制每個應(yīng)用的資源帶寬（無論采用了何種分配算法），以防止淹沒接收端的處理器,，并且防止了數(shù)據(jù)損失,。開發(fā)人員還擁有用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制去管理擁塞的選擇，如IEEE 802.1Qav或802.1Qau,。
5 系統(tǒng)穩(wěn)定性
一個應(yīng)用有時可能會嘗試使用某個并不具備訪問權(quán)的資源,。程序中的錯誤可能造成這種情況的出現(xiàn)，此時只有部分刷新的應(yīng)用在使用中，或者當(dāng)代碼或數(shù)據(jù)內(nèi)存出現(xiàn)被覆蓋情況時,。必須防止一個應(yīng)用干擾到其它應(yīng)用,，即：寫入到其它應(yīng)用的內(nèi)存空間；或?qū)π阅墚a(chǎn)生負(fù)面影響,，例如,，獲取對某個共享資源的控制,。在基于軟件的資源共享實(shí)現(xiàn)中,，一個損壞的應(yīng)用可能忽視自己的帶寬配額，而去獨(dú)占一個共享資源,。同樣,，如果掌控虛擬化的處理器損壞，則隊(duì)列機(jī)制就會失效,，使整個系統(tǒng)宕機(jī),。
基于硬件的隊(duì)列管理能在系統(tǒng)的各個部件之間提供保護(hù)。最基本的故障隔離方式是阻止對分配給其它應(yīng)用的內(nèi)存與資源帶寬的訪問,。為了使虛擬化資源對應(yīng)用完全透明,，隊(duì)列和流量管理器必須只對損壞的應(yīng)用采取行動。換句話說,，必須要將應(yīng)用與其它應(yīng)用的活動屏蔽開來,，并且要適應(yīng)其它應(yīng)用的故障，以維持穩(wěn)定性,。就其特性而言,，專用隊(duì)列可隔離故障，防止其它處理器和應(yīng)用受到影響,。這類隊(duì)列還有利于有效的錯誤恢復(fù),；專用隊(duì)列可以完全地清除錯誤，而不會使其它應(yīng)用的數(shù)據(jù)受到損失,。
一個隊(duì)列與流量管理控制器可以實(shí)現(xiàn)對非法資源訪問的多級響應(yīng),。最簡單的響應(yīng)是阻止訪問，并給應(yīng)用生成一個警報(bào),，通常是通過一個中斷,。這個警報(bào)告訴應(yīng)用，它試圖做了一些不應(yīng)做的事,。第二種方法是由開發(fā)人員記錄下使用的違背情況,，幫助在現(xiàn)場查錯。隊(duì)列與流量控制器亦必須能夠通過觸發(fā)一個復(fù)位,，并重新初始化一個可能損壞的應(yīng)用,，逐步升級其響應(yīng)。理想情況下,，開發(fā)人員可以創(chuàng)建一個控制此響應(yīng)的策略,。例如,，開發(fā)人員可以設(shè)定一個閾值，如果某個應(yīng)用做了三次非法訪問,，就認(rèn)為它是一個已損壞的應(yīng)用,，必須重新啟動。
6 部分虛擬化
當(dāng)一系列事務(wù)必須依次發(fā)生時,，這種要求就成為了一個阻塞實(shí)例,，因?yàn)槠渌埱蠓奖仨毜却耸聞?wù)的完成，然后才能獲得資源的控制權(quán),?？紤]一個典型的SATA（串行先進(jìn)技術(shù)連接）事務(wù)，此時首先要配置SATA端口,，然后執(zhí)行一個指令序列,。與數(shù)據(jù)包都是單個事件的以太網(wǎng)端口不同，SATA端口必須鎖定給某個應(yīng)用,，直到事務(wù)完成時為止,；否則，兩個應(yīng)用會相互覆蓋,，致使誰也無法完成自己的任務(wù),。
圖4.（a）硬件實(shí)施的虛擬化在有完全寬帶管理的SOC中也能實(shí)現(xiàn)資源分配
（b）這種方案能夠在整個系統(tǒng)上高效地共享資源
盡管各個應(yīng)用無法完全共享支持這種事務(wù)特性的資源，但對配額可以做部分虛擬化,。首先,，等待使用資源的應(yīng)用必須確認(rèn)端口空閑可用，然后在使用期間鎖定端口,。對鎖定的支持要求在操作系統(tǒng)中有一個薄的軟件層,，這樣就能相互通信，看哪個應(yīng)用擁有對鎖的控制權(quán),。不過,，硬件的使用可以管理鎖，并加快鎖的獲得速度,。必須用硬件實(shí)現(xiàn)鎖的獲取,，從而為資源提供一種失效恢復(fù)機(jī)制；或者,，也可以用一個加鎖處理器去鎖定資源,。
根據(jù)應(yīng)用情況，系統(tǒng)必須支持可以完全虛擬化的共享資源,，以及需要鎖定的共享資源,。例如，一片SoC可以提供一個不共享的SATA端口，但只有一個處理器可以使用它,，而資源的共享必須在軟件中實(shí)現(xiàn),。另外通過對可鎖定資源的支持，SoC中的核心仍能夠以一種對所有應(yīng)用透明的方式,，共享資源,，具有失效恢復(fù)的可靠性。
多核架構(gòu)的一個重要方面是易于集成,。將多個處理器做到一只芯片上的能力,，需要應(yīng)用軟件的直接遷移；否則,，開發(fā)人員還不如去設(shè)計(jì)一個新的系統(tǒng),。
在確定遷移到虛擬化架構(gòu)是否方便時,，必須考慮一系列因素,。例如，架構(gòu)必須支持多操作系統(tǒng),，因?yàn)楦鶕?jù)需要支持的應(yīng)用情況,，多處理器經(jīng)常會在多個核心上使用多個操作系統(tǒng)。僅支持一個操作系統(tǒng)的多核架構(gòu)會使開發(fā)人員被迫采用該操作系統(tǒng),，然后將所有代碼移植到它上面,。而支持多個操作系統(tǒng)時，一片多核SoC就簡化了代碼遷移工作,。
另外,，還需要考慮到QoS問題，因?yàn)楦鱾€應(yīng)用有不同的帶寬需求,。延時敏感型應(yīng)用（如視頻流）需要實(shí)時訪問共享資源,，而數(shù)據(jù)型的應(yīng)用（如內(nèi)容下載）可以容忍延遲，充分利用未使用的帶寬,。為不同帶寬需求提供服務(wù)的能力使開發(fā)人員能夠在相同的處理簇下整合異質(zhì)的應(yīng)用,。
還要考慮架構(gòu)是否包含了透明的資源共享，因?yàn)橥该餍阅茏岄_發(fā)人員同時遷移支持虛擬化的應(yīng)用以及不支持虛擬化的應(yīng)用,。另外一個方面是去除軟件虛擬化層,。雖然在做SoC之間的移植時，某些代碼的重寫是必要的,，但對很多應(yīng)用來說,，當(dāng)轉(zhuǎn)向采用硬件資源共享的SoC時，大多數(shù)的變動并不是修改軟件,，而是消除軟件虛擬化層,。去掉這一層可簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與查錯工作，增加了系統(tǒng)的效率。對于制造商已取得虛擬化代碼許可的情況,，去掉此層還可以降低系統(tǒng)成本,。
還有一個要考慮的因素，即架構(gòu)是否整合了系統(tǒng)資源,。當(dāng)一個系統(tǒng)采用多只芯片和操作系統(tǒng)時,，每個都有自己的存儲資源。通過資源的硬件管理,，所有任務(wù)都可以共享對資源的訪問,。例如，一塊硬盤或一個以太網(wǎng)端口可以服務(wù)于整個系統(tǒng)（甚至跨各個SoC）,，而不是像傳統(tǒng)架構(gòu)那樣需要多塊硬盤,。這種方案可節(jié)省設(shè)備成本，降低系統(tǒng)部件的總數(shù),。
SoC之間的通信也很重要,。各個應(yīng)用可以通過一個大帶寬系統(tǒng)總線（如PCIe）共享資源，從而實(shí)現(xiàn)了SoC之間的共享,。傳統(tǒng)架構(gòu)會給每個處理器分配一個固定帶寬,，這種方法限制了各核之間的有效QoS管理，難以超額申請（圖4a）,。采用基于硬件的虛擬化時,，即使在SoC之間，資源的分配也是靈活的（圖4b）,。通過速率監(jiān)管,、流量整形，以及隊(duì)列仲裁,，反映并平衡著每個處理器與應(yīng)用的需求,，從而能夠?qū)崿F(xiàn)全帶寬管理。同樣,，這種方案還能夠獲得資源（如一塊硬盤或一個安全引擎）在整個系統(tǒng)上的有效共享,，而不僅是一只處理器。
另外還應(yīng)考慮的是處理器之間的通信,，因?yàn)槎嗵幚砥飨到y(tǒng)經(jīng)常要在各處理器之間傳輸相當(dāng)多的數(shù)據(jù),。隊(duì)列管理機(jī)制為SoC上各處理器之間以及多個SoC之間的通信提供了一種簡單而有效的加速方法。
7 結(jié)語
今天的下一代SoC是復(fù)雜的多處理器環(huán)境,，它必須共享片上資源,，而不會帶來額外開銷，降低系統(tǒng)的效率,。隊(duì)列管理有助于芯片資源的虛擬化,，通過一種可靠的機(jī)制,，分配帶寬、隔離故障,，以及促進(jìn)可靠的錯誤恢復(fù),，簡化了資源共享工作。流量管理通過一種滿足不同應(yīng)用對延時和流量需求的方式,，控制流量進(jìn)出隊(duì)列的速率,，從而確保了系統(tǒng)公平地共享資源。通過硬件實(shí)現(xiàn)的虛擬化,，開發(fā)人員可以卸載隊(duì)列與流量管理工作,，從而增強(qiáng)應(yīng)用的效率、獲得最大的資源吞吐量,、減少延時,，增加系統(tǒng)的可靠性。