日前于美國圣諾塞召開的“Spring Processor Forum”論壇上,英國ARM公司發布了采用超標量結構的ARM內核“Cortex-R4”,主要面向需要實時控制的用途。
ARM公司的Richard York表示,在Coretex-R4的設計過程中,設想的用途是汽車剎車控制、硬盤、噴墨打印機等,要求具備能夠快速響應中斷的實時性,且對成本削減要求較高的領域。確定的目標是電路規模只是比ARM9略有增加,即可實現更接近于Cortex-A8的運算性能。ARM9的電路規模為15萬門,而Cortex-R4盡管采用了超標量結構,但電路規模卻控制到了20萬門左右。
Coretex-R4采用超標量結構,對此York表示:因為很多客戶要求不需過多提高工作頻率,就能提高運算性能。在Cortex-R4的設計過程中,工作頻率的點位是300MHz。再高的話,不僅需要高速內存,而且時鐘樹的設計也更為復雜。結果,判斷合理的做法就是采用超標量結構,增加單位周期所執行的指令平均數。Cortex-R4單位工作頻率的運算性能為1.62MIPS(按Dhrystone換算)/MHz,比ARM9的約1.2MIPS/MHz大幅提高。
當談及為何采用8級管線時,York表示,這是為了能內存訪問中消耗2個周期。如果利用單周期訪問緩存和內置內存,就會在時序上產生制約。由編譯器生成的內存這種傾向更為明顯。通過采用雙周期訪問,即使工作速度較慢的內存也能使用。除此之外,作為Cortex-R4通過對緩存的控制方式進行改進,將中斷響應時間縮短到了20個周期。而ARM946E-S為118個周期,ARM966E-S也要54個周期。
同時,York還表示,公司目前還未考慮支持多線程并行處理。原因是要想進行多線程并行處理,就需要大幅增加緩存容量。同時還必須解決信號一致性問題。作為嵌入用途,多內核結構可能更好用。和NEC電子共同開發的“MPCore”之所以同時支持對稱多處理和非對稱多處理兩種方式,是因為非對稱多處理無需太在意內存的信號一致性問題。
此外,他還表示:ARM現已向美國Broadcom等兩家公司提供Cortex-R4授權,均計劃于2006年底前將試制芯片送廠生產。
ARM新款Cortex-R4處理器全力支持汽車電子設計
瞄準出貨規模超過十億顆的嵌入式處理器市場,ARM日前發布了新款Cortex-R4處理器,可支持新一代手機、硬盤、打印機及汽車電子設計,能協助新一代嵌入式產品快速執行各種復雜的控制算法與實時工作的運算。