飞思卡尔QorIQ LS1多核系列 轻松驾驭物联网

2013-12-11 09:24:34来源: EEWORLD

核心提示: 如今,物联网时代悄悄来临,开始走进我们的生活,其在消费电子、工业、能源、交通和医疗健康等领域真正落地生根,这背后是无数与物联网相关的技术的创新和成熟应用。在集成电路领域,特别是与物联网密切相关的通信处理器领域,创新从未停止,飞思卡尔半导体(Freescale)全新QorIQ LS1多核系列处理器就是一个很好的例子,其旨在支持广泛的功耗敏感型网络应用,包括物联网网关、工业自动化和控制设备等。

数以亿计的智能连接组成的物联网遍布社会各个方面,无论从事哪一行,只有搭上物联网的顺风车,才能在物联网真正崛起的时候有所建树。根据最近《经济学家》的信息部门发布的一份报告,对来自世界各地19个不同行业的779名资深商界领袖进行了调查,报告指出约有75%的公司在探索或已经使用了与物联网有关的产品或服务。

如今,物联网时代悄悄来临,开始走进我们的生活,其在消费电子、工业、能源、交通和医疗健康等领域真正落地生根,这背后是无数与物联网相关的技术的创新和成熟应用。在集成电路领域,特别是与物联网密切相关的通信处理器领域,创新从未停止,飞思卡尔半导体(Freescale)全新QorIQ LS1多核系列处理器就是一个很好的例子,其旨在支持广泛的功耗敏感型网络应用,包括物联网网关、工业自动化和控制设备等。

多技术融合

 

QorIQ LS1系列是一个灵活的集成产品,基于软件感知架构Layerscape,将特定应用IP和SoC设计与ARM技术相结合,将先进的节能和智能融入全球数据网络。全新QorIQ LS1系列处理器拥有两个可靠性经优化的ARM Cortex-A7内核。Cortex-A7处理器是ARM目前开发的最有效的应用处理器,其体系结构和功能集与Cortex-A15处理器完全相同,不同之处在于,Cortex-A7处理器的微体系结构侧重于提供最佳能效,因此能提供超低功耗。高效的内核通常用于智能手机等电池应用,其检错和纠错技术已得到增强。飞思卡尔的芯片分析表明,双核Cortex-A7在1 GHz时,整个SoC的典型功率低于3 W(LS1022A处理器的功耗通常小于2 W),其性能达到Coremark 6000分。除了出色的功效外,QorIQ LS1系列处理器在低于3 W的功率范围中达到了前所未有的集成水平,从而在市场上独领风骚。

LS1系列结合优化的外设,特别适合无风扇嵌入式应用,其对所有SRAM进行ECC保护以实现最大的可靠性,支持DDR3L及DDR4内存,并具有虚拟化支持和QUICC引擎技术,带集成PHY的SATA3与USB 3.0,所有这些全部封装到一个19 mm×19 mm的小型SoC中。需要强调的是,LS1系列集成了LCD控制器和工业接口,这对于新的多协议工业平台是极具吸引力的选择。QorIQ LS1020A内部结构图如图1所示。

                    图1 QorIQ LS1020A内部结构图

与核无关的软件感知架构

在各个领域的嵌入式系统设计中,最繁琐和费时的不是硬件平台的设计而是软件设计,往往要花70%的资源和时间在软件上。实现代码效率和开发效率之间的平衡,性能与灵活性、易用性之间的平衡,成为嵌入式处理器供应商之间争相竞逐的领域,这正是软件感知架构Layerscape至关重要的原因所在。Layerscape是一个以软件和编程能力为主的方法,也是一个与核无关的架构,既可以用Power Architecture也可以用ARM。它可以帮助工程师通过性能优化的代码和软件,充分利用和轻松挖掘架构能力,其也被誉为下一代QorIQ平台的基础。

Layerscape的架构如图2所示,其采用逻辑方式被划分为通用式处理层(GPPL)、加速包处理层(APPL)和快递包I/O层(EPIL)3个层次。其中,通用式处理层包括任意类型的处理器(同时支持Power Architecture或ARM内核);加速包处理层包含包处理单元,如硬件加速器可编程引擎或者两者的组合;快递包I/O层提供支持L2+交换功能的所有网络接口之间真正具有决定性的线速性能,并且包含芯片的网络数据接口,如Gb以太网,Interlaken、RapidIO和PCI Express等。Layerscape架构能将开发团队最为重要和最具价值的方面保留下来:即独具特色的软件。这不仅可以降低研发投资成本,还能加速上市时间,并具有很好的灵活性。

 

 

                             图2 Layerscape架构图

引脚和软件兼容的LS1系列定位于必须要安全、智能和高效运行而不牺牲性能的应用,包括3款产品:(1)高度集成的QorIQ LS1020A处理器,是企业和消费者无风扇网络应用的理想选择,如企业接入点、多协议物联网网关和安全设备。(2)QorIQ LS1021A处理器,加上集成的显示控制器和工业接口,用于工厂/楼宇自动化、M2M、印刷和国防/航空航天应用。(3)成本优化的QorIQ LS1022A处理器,为性能高度可靠、功耗最敏感的工业应用提供非常高效的功率包络。

当前处理器正向多核芯片设计发展(包含同构和异构),以获得性能最大化,并且让功耗最小化,此外还要让软件开发变得高效、可维护、灵巧、快速和相对简洁。飞思卡尔QorIQ LS1多核系列处理器满足以上所有要求,它正在等着你的驾驭。

关键字:飞思卡尔

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2013/1211/article_11997.html
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