Per a què s'utilitzen els processadors duals?

Durant la darrera dècada, els processadors usats en sistemes encastats s'han tornat cada cop més sofisticats. No fa gaire, els microprocessadors de 8 o 16 bits eren comuns. Ara els processadors de nucli de 32 bits són gairebé estàndard.

Els processadors de doble o multi- nucli han estat comuns en PC o en els sistemes de tipus de telèfon intel·ligent durant molts anys. Un portàtil modern tindrà un processador de nucli 4 o 8 unitats de gràfics addicionals a dalt. No obstant això, a menys que estigui implicat en la programació de nivell profund, la majoria de desenvolupadors de les aplicacions no caldrà gestionar els detalls de la compartició de tasques entre els nuclis. Els sistemes operatius sofisticats gestionen la complexitat de l'ús central. Això permet als desenvolupadors programar en gran part inconscient als detalls de la plataforma hardware subjacent. Aquest és el punt complet del sistema operatiu, d' altra manera les aplicacions haurien d' estar reenginyeria per a centenars de dispositius.

Dispositius de doble nucli incrustats

Es van dissenyar diversos processadors de nucli originalment per proporcionar energia addicional de processament. Després d'un cert punt, es torna difícil simplement executar un processador més ràpid. Simplement sobreheat. En l' espai restringit o dispositius portàtils, la refrigeració tampoc és fàcil d' implementar. L' execució de tasques en paral· leles en diferents processadors, per tant, ofereix una solució. En un dispositiu complex com un PC o un telèfon intel·ligent hi ha moltes tasques molt independents que es poden dividir.

Dispositius de nucli encastats, diversos objectius

En un sistema encastat, es poden dissenyar dispositius de nucli amb diferents objectius. El estalvi d'energia pot ser un parell crític amb rendiment en temps real. Certes característiques només poden estar disponibles en un dels nuclis. El cost també pot ser un factor crític i representa un percentatge més alt del sistema BOM.

Per exemple, l'última generació d'un dispositiu des de Nou Semiconductor té dos nuclis molt diferents, un nucli de rendiment alt amb característiques avançades com la seguretat encastada, i un optimitzat per eficiència amb característiques més limitades i memòria. Altres dispositius de venedors segueixen una lògica similar.

Un objectiu doble de nucli

L'objectiu d' aquest exemple és clar que el nucli lleuger (NetNetwork 2001-2013) té l'objectiu de donar suport al protocol de ràdio, mentre que l'altre (KOSApplication▁correspond) està destinada a donar suport al procés sofisticat. El nucli de xarxa pot mantenir la connexió de ràdio i el temps a baix poder, mentre que el nucli de l' aplicació pot romandre adormit fins que calgui. Per tant, reduir el consum d'energia és un objectiu de disseny principal en comptes d'augmentar la velocitat del processament.

L'enfocament dual del nucli també permet la reactivitat en temps real sense contingut en dos canals diferents. Això podria ser crític en certes aplicacions.

Altres dissenys multicore poden tenir diferents casos d'ús en ment. SonnyBOOLs CXD5602 té un processador de nucli M0+ i no menys de sis nuclis per a les aplicacions. L' objectiu aquí és executar el sistema de nucli contínuament en un baix poder mentre no permet l' escala flexible del procés d' aplicació tal i com cal.

Disseny de temes a considerar

Des d' una perspectiva del disseny, hi ha diversos problemes a considerar en determinar l' arquitectura de l' aplicació global. Els següents cobreixen els temes clau.

Quins són els objectius clau del disseny? optimització del consum crític del poder, per exemple? Les tasques que s' executen sovint s' han de situar en el nucli lleuger de xarxa fins i tot si no estan relacionades directament amb la xarxa de ràdio, per minimitzar l' ús del nucli d' aplicacions més potència.

Hi ha cap altre entrada que requereixi una resposta crítica en temps real? Si és així, això pot estar millor situat al nucli de l' aplicació per tal que la resposta sigui independent dels requeriments de la connexió de ràdio.

Hi ha característiques que només estan disponibles en un dels nuclis com característiques avançades de seguretat, o certes interfícies perifèrices? Les tasques relatives a aquests s' han de localitzar en el nucli corresponent. En el cas de seguretat, si només un nucli té característiques de seguretat com ara ARM TrustZone o un magatzem de claus segur i seguretat és una característica clau, llavors el disseny ha de considerar que les tasques necessiten executar- se en un entorn segur haurà d' estar situat al nucli amb aquestes característiques. Els braços de confiança Zone o entorns similars són d'alguna manera un tipus de nucli virtual dual dins d'un únic maquinari.

Un cop determinat el que s' està executant, llavors decideix com es comunicaran les diferents tasques. L'ideal seria minimitzar les comunicacions entre els nuclis, pel bé de la simplicitat i per tant robustesa, però d'altra manera considera que el més amunt pot empènyer en l'altra direcció. Normalment hi ha diversos mitjans de comunicació intercors com l'espai compartit de memòria o serveis de transport de missatges que permeten la comunicació interprocessació a través de nuclis. No obstant això, els serveis que s'ofereixen són generalment bàsics, i tant de la definició i el disseny de com funciona a les mans de l'usuari.

Avantatges

Un avantatge més potencial de la segona aproximació principal és la separació del protocol de xarxa de ràdio microprogramari de l' autèntica aplicació▁firmware. En molts casos el dissenyador i programador de microprogramari del sistema s'utilitzaran i provarà el venedor de xips en el nucli de baix abast per al protocol de ràdio i xarxa i desenvoluparà la seva aplicació en el nucli de l' aplicació. Aquest és un enfocament dirigit a robustesa i fiabilitat, però no sempre el poder eficient. Això subratlla el punt que no hi ha un disseny de 255, però s' han de definir les prioritats del disseny de la clau a l' inici.

Conclusió

En conclusió, mentre que diversos processadors multicorats en sistemes amb un SO sofisticat pot ser simplement una característica amagada per sota de la superfície, per a sistemes encastats, el desenvolupador ha d'arribar a controlar-se amb els detalls de com Bèlgica i per què a què el sistema de nucli dual s'ha dissenyat per obtenir-ne la major part. El disseny amb compte també es requereix per evitar que el sistema esdevingui en una web enredada que sigui difícil de depurar. Tot i així, hi haurà més i més ofrenes d'aquest tipus disponibles, i usar-los de manera efectiva forma part del futur del disseny encastat.