《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Arteris NCore Cache一致性互連IP解決方案促進(jìn)異構(gòu)多核SoC的高效率設(shè)計(jì)

2016-05-25
作者:王潔
來源:電子技術(shù)應(yīng)用
關(guān)鍵詞: NCore Arteris SoC互連IP

       日前,,SoC互連IP的創(chuàng)新性供應(yīng)商Arteris公司推出了一種半導(dǎo)體設(shè)計(jì)技術(shù),,在用不同供應(yīng)商的IP設(shè)計(jì)出高速緩存一致性(Cache Coherent)高效率系統(tǒng)時(shí),它提高了系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)能力,。利用這項(xiàng)新技術(shù),推出了業(yè)界第一個(gè)分散式,、異構(gòu)高速緩存一致性(Cache Coherence)互連,,幫助設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)更高的頻率,更低的功耗,,高效率地生產(chǎn)有特色的系統(tǒng)級(jí)芯片,,縮短產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。這種系統(tǒng)級(jí)芯片跨越多個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,,如移動(dòng)設(shè)備,、高清晰度電視、企業(yè)級(jí)存儲(chǔ),、汽車的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS),、微服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)等市場(chǎng)。

       QQ截圖20160526132056.png

      Arteris首席技術(shù)官Craig Forrest

      “Cache Coherency是一個(gè)機(jī)制,,用于保證多個(gè)核里面的數(shù)據(jù)一致,。有兩種做法,一種是在軟件里面處理,,但功耗較大,,因此硬件的方式越來越受歡迎?!盇rteris首席技術(shù)官Craig Forrest解釋,,“Arteris的Ncore就是一個(gè)硬件實(shí)現(xiàn)的Cache一致性產(chǎn)品,在Ncore上可以掛多個(gè)核,,包括一致性和非一致性的核,,而Ncore能保證它們數(shù)據(jù)的一致性?!庇捎诳梢酝瑫r(shí)實(shí)施不同的cache一致性協(xié)議,、高速緩存狀態(tài)模型和緩存組織,NCore互連IP增強(qiáng)了SoC設(shè)計(jì)的可配置性,。使用這種互連IP,,可以設(shè)計(jì)出異構(gòu)cache一致性的系統(tǒng)級(jí)芯片。

       Arteris硬件總設(shè)計(jì)師David Kruckemyer指出:“業(yè)界上的一致性總線通常用一個(gè)時(shí)鐘一個(gè)電源管理,,而Ncore可以實(shí)現(xiàn)每一個(gè)每一個(gè)接口用不同的時(shí)鐘不同的電源管理,,這樣系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)師可以在設(shè)計(jì)時(shí)劃分不同的電源管理,這對(duì)降低系統(tǒng)功耗非常有益,?!?/p>

NCore的優(yōu)點(diǎn)
?異構(gòu)一致性端口(agent)—可以讓設(shè)計(jì)人員同時(shí)使用不同的一致性協(xié)議,、緩存狀態(tài)模型和緩存組織,因而可以使用多家不同供應(yīng)商和內(nèi)部開發(fā)團(tuán)隊(duì)的一致性IP,。
?分散式架構(gòu)—改善布局設(shè)計(jì)和時(shí)序收斂,,同時(shí)支持業(yè)界最靈活的時(shí)鐘管理和電源管理。
?可配置Snoop Filter—根據(jù)系統(tǒng)中每個(gè)端口(agent)的特性,,對(duì)多個(gè)Snoop Filter的組織,、規(guī)模和關(guān)聯(lián)性來進(jìn)行配置。
?Proxy Cache—可以用傳統(tǒng)的IP來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的一致性,。
?可擴(kuò)展性 — 由于是使用元件實(shí)現(xiàn)的解決方案,,可以靈活地?cái)U(kuò)展,以滿足系統(tǒng)的要求,。

  比起目前系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)中常用的固定式和集中式高速緩存一致互連,,它的可配置性更強(qiáng)。此外,,Arteris的這項(xiàng)技術(shù)也能夠提高非高速緩存一致性(Non cache coherent)端口(Agent)的效能,。非高速緩存一致性端口透過使用Proxy Cache技術(shù)(也稱為“I / O高速緩存”)可以訪問高速緩存一致性的子系統(tǒng),這使得包含非一致性IP在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)整體高速緩存一致性的好處,。

  該技術(shù)的可配置程度很高,,因而系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)師可以自由決定一致性端口(Agent)和存儲(chǔ)器界面(memory interface)端口的數(shù)量,可以配置Snoop Filter數(shù)量和大小,,以及Proxy Cache和末級(jí)高速緩存的數(shù)量和大小,。利用這種分散式硬件架構(gòu),有利于物理實(shí)現(xiàn),,并改善時(shí)序收斂,因?yàn)樗匀坏嘏c實(shí)際的Floor Plan的約束(constrain)做到一致,。

  因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)支持不同的高速緩存一致性(heterogeneous cache coherent)協(xié)議,、高速緩存狀態(tài)模型和高速緩存的組織,所以該技術(shù)可以建構(gòu)異構(gòu)多核高速緩存一致性系統(tǒng),。這些功能為設(shè)計(jì)人員帶來了行業(yè)中最高程度的可配置性,,對(duì)于提高系統(tǒng)級(jí)芯片的頻率、降低延遲和功耗,,是有利的,,從而滿足每個(gè)系統(tǒng)的獨(dú)特需要。

       從2005年打包傳輸?shù)腘oC解決方案發(fā)展到異構(gòu)多核高速緩存一致性的Ncore,,Arteris在片上互聯(lián)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)明顯,。Arteris的客戶從最開始的手機(jī)芯片領(lǐng)域擴(kuò)展到汽車、物聯(lián)網(wǎng),、相機(jī)及消費(fèi)電子等越來越廣泛的領(lǐng)域,,而中國(guó)市場(chǎng)目前主要集中在智能手機(jī),、平板、數(shù)字電視等領(lǐng)域,,代表有華為/Hisilicon,、小米等。意識(shí)到其他領(lǐng)域越來越快的增長(zhǎng)速度,,Arteris 的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)積極推出更先進(jìn)的產(chǎn)品適應(yīng)不斷擴(kuò)大的市場(chǎng),,1.5版本的Ncore是NCore Cache 一致性互連IP解決方案的第三個(gè)版本,并且Arteris與ARM也有著良好的合作關(guān)系,,旨在推動(dòng)異構(gòu)Cache一致性系統(tǒng)方面的創(chuàng)新,。


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