Mentor Graphics针对异构多核嵌入式软件开发推出全面解决方案

本刊记者 芦潇静

随着半导体工艺技术的飞速进步和计算机体系结构的不断发展，多核处理器系统（简称多核系统）成为大势所趋。多核系统分为同构和异构两种体系结构架构。其中，异构架构是一种结合两种或多种不同类型的微处理器或微控制器的架构。这种架构促成了整合功能性和连通性的高级嵌入式系统开发，可用于生产高性能的嵌入式设备。但这种架构在开发时面临着众多挑战，比如如何根据实际需求设计架构，如何进行配置和快速启动，以及如何实现各系统间的通信等等。采用传统的开发方式很难解决这些问题，这也导致异构系统强大的计算能力无法得到有效的利用。而软件解决方案能够为硬件公司的高性能产品提供更多的可能，从而使得用户可以更为充分地利用丰富的硬件资源，打造出更为完整的解决方案。

近日，Mentor Graphics公司率先推出了嵌入式软件行业针对异构多核芯片（SoC）开发的全面解决方案。该方案可为包括Linux平台、实时操作系统（RTOS）和裸机系统应用的多操作系统设备进行设备配置、部署和系统优化。

Mentor Graphics异构多核方案的独到之处

Mentor Graphics的异构多核系统嵌入式开发方案具备一些新特征，可本地运行或基于Hypervisor（虚拟化）运行。这些特征包括：支持 Mentor嵌入式Linux、Nucleus RTOS和裸机系统应用的remoteproc机制，有助于整个异构SoC多核操作系统和应用程序的配置、开发、部署和管理。

“Mentor Graphics的嵌入式软件技术在市场上遥遥领先，加之从Texas Instruments引进的先进多核器件，二者的结合创建了一个理想的生态系统，便于客户轻松开发出尖端的产品，”Texas Instruments公司营销总监 Adrian Valenzuela表示，“对于复杂的多核异构开发，Mentor有一套独特而全面的解决方案。”

异构多核SoC结合多核微处理器和多核微控制器，该系统的成功应用超越了传统的对称多处理器（SMP）和非对称多处理器（AMP）方法。Mentor Graphics最新集成解决方案可以帮助开发者应对异构系统设计时面临的诸多挑战，具体包括：在处理器上配置和部署多个操作系统和应用程序；协调使用微处理器和微控制器，高效启动多个操作系统；多核处理器中或异构处理器间独立子系统之间的通信；多个操作系统间的可视化交互。

实际应用案例分析

如图1所示，硬件平台基于TI公司的OMAP5432。本应用中，仅仅用到一颗Cortex-M4内核。虚拟化在这里起到隔离和控制中心的作用，由它对Mentor嵌入式Linux和Nucleus RTOS进行管理。这种“异构处理器＋虚拟化”的实现方式，目前仅适用于ARM架构处理器，但对同构和异构并无限制。

图1

Hypervisor虚拟化实现有2种工作方式：TYPE 1，虚拟化软件运行在硬件上，可直接启动（启动时间为ms级），之后再启动OS；TYPE 2，虚拟化软件运行在OS上，因此需要先启动一个OS。Mentor解决方案采用的是TYPE 1方式，虚拟化软件直接管理OMAP5432平台的裸机资源，嵌入式Linux的启动顺序由用户进行设置。

在对该案例有了详尽的了解后，嵌入式系统联谊会秘书长何小庆先生表示，多核处理器是计算机产业发展应对高性能、低功耗挑战的最佳选择。Mentor Graphics的异构多核软件解决方案是目前商业嵌入式多核软件传统的SMP/AMP解决方案的一种扩展和补充。Mentor Graphics的Hypervisor（虚拟化）软件设计更加灵活和高效，在支持ARM TrustZone和OS引导管理方式等方面有一定的特色。

下一代SoC将通过异构核来扩展目前的多核同构架构，促成独特的嵌入式系统的发展。Mentor Graphics对嵌入式软件和集成的异构多核开发解决方案的持续投资，将便于嵌入式开发人员在研发过程中充分利用这些复杂的异构SoC。