ARC国际公司的CEO在任职第一年内曾对60多家公司进行考察,考察结束后他被一个有趣的现象所吸引:大量公司在获得ARC的可配置架构许可后,花费大量时间对其进行精简。
“对这些公司来说可配置性就意味着能够精简多余部分。”他说,“即使当他们在增加定制扩展和修改指令集时,他们也仍然在想方设法进行精简,比如考虑是否需要超快时钟速度或一些片上存储器。”
F1:可配置32位内核急速上升/到2019年的年复合增长率预计达到45%
工程师们一直在努力创建最符合理想应用的器件。这与之前芯片设计师的理念基本一致,即不让任何一个晶体管空闲,即使到了90nm时代也是如此。这一思想,也正是ARC公司新的可配置视频产品的核心。
最近,Schlachte正在忙于提供对ARC video的支持。ARC Video是一款基于ARC 700系列内核的26万门平台,集成有ARC公司的单指令多数据(SIMD)加速器和DMA引擎。SIMD加速器可以充分利用媒体应用中固有的数据并行机制,其单指令通过使用128位宽的数据通道最多可以同时处理8个单独的16位视频像素。支持的编解码标准包括H.264、VC-1、MPEG-4和MPEG-2,以及众多图像文件。
从事市场观察的Semico公司预测,虽然32位可配置内核在未来几年还无法与固定架构相提并论,但是到2010年,该领域的复合增长率将达到45%,而交付数量更有望达到9亿片。“可配置内核的影响要在几年后才能显现出来。”Semico公司的CTO Tony Massimini认为,“因此2005年和2006年的设计工作要到2008年或2009年才能出成果,到那时我们会看到很高的增长率。”
其它公司也会被吸引进来。“因此,当我们看到有更大规模的处理器内核公司对该市场发生兴趣时,也就不足为奇了。”iSuppli公司分析师Jordan Selburn表示,“低估ARM公司的规模和市场表现很不明智,我敢肯定Tensilica和ARC公司都明白与ARM公司竞争的胜出概率。虽然现有的可配置处理器供应商有自身的一些发展动力,但我真的希望它们能够经受得起竞争的考验。”
ARC公司希望其视频产品能够适时符合多媒体中心智能电话、PDA和PMP的发展潮流,并能挤入一些像数字相机这样的较成熟市场。
ARC公司相信许多设计师都在寻求可配置内核所能够提供的那种灵活性。这对那些所在公司希望在通信市场中(竞争激烈且对功率敏感)脱颖而出的设计师而言更是如此,因为该市场会使用更多的可配置内核。
F2: Schlachte: 没有一个闲置的晶体管
所以就像ARC早期的平台一样,该视频子系统经过修改后,处理范围远不止解码QCIF、QVGA、标清VGA或D1视频。设计师可以使用ARChitect系统配置工具弥补移除存储器或存储器管理单元,或改变寄存器文件以及去除可选择扩展。更重要的是,可以将定制扩展增加回架构中,以便执行后工艺调整、噪声抑制或颜色空间转换等任务。
虽然可以使用带有该视频子系统的非ARC主CPU,但是ARC宣称它的700系列内核是CPU的理想伴侣。ARC也在重点关注内核的能力,希望从简单系统控制的低性能要求提高到越来越复杂的任务,比如可能需要协处理器或专用硬件模块的MP3解码或标清视频分辨率处理。
“随着工艺技术的发展,我们看到架构越来越复杂,而指令集也开始互不兼容。设计师可能有一套CPU指令集,另外还有一套协处理器指令集,也许设计师同时需要修改一些东西才能满足状态机和专用硬件模块的要求。”ARC公司的产品行销总监Dan Davis表示,“这样就形成了很难使用的编程环境,也很难移植设计师的代码。”
在视频子系统中,ARC突出了与SIMD引擎有关的使用宏存储器的效率。对于重复进行相似操作的算法来说,这套指令集可以通过代码队列一次性发送出去,并被写进宏存储器。而后SIMD引擎从开始执行操作,从而允许设计师把加速器从CPU中分离出来,让CPU更好地执行并行任务。
据ARC估算,它的子系统在解码它提供的任何D1分辨率算法时的功耗不超过44mW。因为它基于ARC 700内核,因此子系统在采用0.13微米工艺时的运行速度可达533MHz,而且开发人员可以使用相同的软件开发工具。
“用户总是可以找到更低功耗的解决方案,但它们通常是经过极大优化的硬连接解决方案,只能处理MPEG-4或H.264标准。而ARC的内核是多标准可编程的产品。”Davis指出。
今年晚些时候,ARC公司将推出功能增强型的ARC语音平台,可以提供高速音频编码和多数据流解码。公司下一步还将推出视频编码,而针对高清视频的解码平台也计划于2007年晚些时候推出。
作者: 陈得年
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