TI首款工業(yè)領(lǐng)域多核處理器問世，四核A15實(shí)現(xiàn)低于10W功耗

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近幾年，TI對其DSP產(chǎn)品線的定義變得更為廣泛化，即嵌入式處理器產(chǎn)品線。MCU、DSP以及無線互聯(lián)產(chǎn)品是TI嵌入式處理器的三個(gè)主要部分。其中，從之前的DSP部門產(chǎn)品演進(jìn)而來的處理器產(chǎn)品線，目前已經(jīng)發(fā)布了700多款產(chǎn)品，包含單核、多核、ARM、ARM+DSP等多種類型。

隨著4G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模的部署，4G網(wǎng)絡(luò)中針對無線基站等通訊應(yīng)用需要依靠無數(shù)顆高性能DSP來支撐，TI的處理器產(chǎn)品線也因此而賺的盆滿缽滿。

日前，德州儀器（TI）推出基于KeyStone多核架構(gòu)的AM5K2Ex處理器，旨在幫助客戶在有限的功耗預(yù)算范圍內(nèi)開發(fā)出可靠、高效且小體積的低功耗嵌入式系統(tǒng)。AM5K2Ex處理器是TI的ARM與DSP處理器可擴(kuò)展產(chǎn)品組合的一部分，該產(chǎn)品組合擁有支持多媒體的器件、基于DSP的無負(fù)載加速以及滿足工業(yè)領(lǐng)域高挑戰(zhàn)性需求的工業(yè)加速器。

TI半導(dǎo)體事業(yè)部數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)支持經(jīng)理丁剛表示，AM5K2Ex是TI首款基于ARM Cortex－A15內(nèi)核的多核處理器，它的技術(shù)架構(gòu)更多的面向工業(yè)應(yīng)用中的高可靠性設(shè)備，所以AM5K2Ex系列將為航空電子、工業(yè)路由與交換、企業(yè)網(wǎng)關(guān)及通用嵌入式控制器等眾多應(yīng)用提供豐富的選擇。

TI半導(dǎo)體事業(yè)部數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)支持經(jīng)理丁剛

四核ARM Cortex -A15挑戰(zhàn)高性能應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)低于10W功耗

丁剛介紹說，AM5K2Ex這款芯片基于TI的KeyStone架構(gòu)，擁有4顆ARM Cortex－A15內(nèi)核。A15內(nèi)核主要針對非常有挑戰(zhàn)的高性能應(yīng)用，在手機(jī)中經(jīng)常和A7搭配使用。AM5K2Ex集成了一個(gè)安全加速器、一個(gè)分組加速器、一個(gè)八端口1GB以太網(wǎng)交換機(jī)、一個(gè)雙端口10GB以太網(wǎng)交換機(jī)和一個(gè)可選的DSP內(nèi)核。

AM5K2Ex可以實(shí)現(xiàn)1.4GHz頻率下19600 DMIPS的整數(shù)計(jì)算能力，片上內(nèi)存總計(jì)為6MB。AM5K2Ex擁有創(chuàng)新的電源管理功能，可關(guān)閉不用的內(nèi)核或外設(shè)，同時(shí)在處理負(fù)載增加時(shí)可快速將這些組件恢復(fù)使用。因此，AM5K2Ex的功率不到10W，每瓦處理能力可以達(dá)到2000 DMIPS。

據(jù)悉，AM5K2Ex高性能處理器的功耗分成兩部分：靜態(tài)漏電流功耗和動(dòng)態(tài)運(yùn)算功耗。如果處理器的負(fù)載高，動(dòng)態(tài)運(yùn)算功耗就會(huì)很高；又因?yàn)槁╇娏餍枰銐虻乃俣纫约案呖煽啃?，所以它的值?huì)非常高。通過TI獨(dú)特的工藝，可以將閑置的外設(shè)和內(nèi)核的電源徹底斷掉，從而直接切斷了漏電流，使得功耗直接降為零。另外，TI還采用了Fast Bring Up技術(shù)，當(dāng)處理器進(jìn)入休眠模式后，可以把集成器、處理器指針、運(yùn)行狀態(tài)拷貝到DDR里，在重新啟動(dòng)后迅速恢復(fù)成休眠之前的狀態(tài)，從而提供每瓦內(nèi)極高的性能。

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外設(shè)方面，AM5K2Ex最特別的地方是高速總線的設(shè)計(jì)，它有很多的SerDes接口，其中使用最多的是8個(gè)千兆以太網(wǎng)、2個(gè)萬兆以太網(wǎng)，以及加入了加速器和處理功能。

可靠性方面，AM5K2Ex可以滿足在-40到100攝氏度的嚴(yán)酷環(huán)境下工作，并且可以保證在105結(jié)溫條件下連續(xù)不間斷工作10萬小時(shí)。

AM5K2Ex具有糾錯(cuò)碼（ECC）功能，并通過物理方式實(shí)現(xiàn)。4MB L2高速緩存器是TI產(chǎn)品系列中ARM處理器中最大的高速緩存器，可增強(qiáng)處理器的易用性并提升性能。當(dāng)芯片數(shù)據(jù)出現(xiàn)兩位錯(cuò)誤時(shí)，ECC會(huì)報(bào)警。然后可以用軟件做出響應(yīng)報(bào)警、采取保護(hù)措施，從而保證了芯片數(shù)據(jù)、代碼的可靠性。

在航空電子這樣的特殊領(lǐng)域，由于飛機(jī)暴露在強(qiáng)烈的紫外線輻射下，射線的干擾很容易使的存儲(chǔ)位突然反轉(zhuǎn)，也就是軟失效，為此，TI會(huì)在芯片的封裝上做出特別的處理。?

此外，AM5K2Ex還支持包處理核多種加密算法，其中包括由中國提出在4G通訊中應(yīng)用的祖沖之式加密算法。

66AK2E05——四核ARM＋DSP的滿配處理器

66AK2E05是一款和AM5K2Ex腳對腳兼容的處理器，基于四個(gè)A15和1個(gè)DSP，相當(dāng)于AM5K2Ex的滿配。換言之，如果把66AK2E05的DSP去掉，它就變成了一顆純ARM架構(gòu)的芯片，名字即變成了AM5K2E04/02。其中，K2是KeyStone2平臺(tái)的代號(hào)，下一代KeyStone3則為K3。E04表示有4個(gè)A15內(nèi)核，E02就表示有兩個(gè)A15。

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不斷升級(jí)的KeyStone平臺(tái)和軟件兼容性

基于KeyStone的器件經(jīng)過優(yōu)化，具有很高的性能，可滿足無線基站、關(guān)鍵任務(wù)、測試與自動(dòng)化、醫(yī)療影像以及高性能計(jì)算等領(lǐng)域的市場需求。

丁剛解釋說，KeyStone1和KeyStone2的主要區(qū)別在于，KeyStone1采用的ARM內(nèi)核是A8，DSP是64。在未來，KeyStone3會(huì)升級(jí)到C7的一顆DSP核，且各個(gè)平臺(tái)之間的實(shí)際IP不會(huì)再做變化，這就保證了同一平臺(tái)下不同芯片能夠?qū)崿F(xiàn)非常好的軟件兼容性。

武漢Aevision研發(fā)中心總經(jīng)理Shen Quanyong表示，“TI的AM5K2E04處理器在低功耗和高性能之間恰到好處的平衡可以滿足這個(gè)市場的需求，此外，T提供的工具還可加速產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程?！?/p>

美國風(fēng)河系統(tǒng)公司（Wind River）產(chǎn)品管理副總裁Dinyar Dastoor說道，“通過在TI的AM5K2Ex平臺(tái)上提供我們的VxWorks和Wind River Linux操作系統(tǒng)，可使高效的ARM處理能力更上一層樓。同時(shí)AM5K2Ex與我們的多項(xiàng)技術(shù)完美結(jié)合，能幫助客戶滿足多種嵌入式計(jì)算應(yīng)用極富挑戰(zhàn)性的需求?！?/p>

TI提供了完整的軟硬件生態(tài)系統(tǒng)，該生態(tài)系統(tǒng)允許客戶快速啟動(dòng)開發(fā)。軟件生態(tài)系統(tǒng)包括主線Linux軟件開發(fā)套件（SDK）、C66x DSP庫以及涵蓋Wind River VxWorks和Green Hills INTEGRITY的第三方實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)產(chǎn)品。借助硬件參考設(shè)計(jì)（XEVMK2EX），開發(fā)人員可立即開始親自動(dòng)手評估。

目前，TI的XEVMK2EX現(xiàn)已通過TI分銷合作伙伴或TI官網(wǎng)開始供貨。此外外，X66AK2E05XABD25硅芯片目前也在熱銷中。

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