智能科技日新月異,高性能嵌入式系統已深入各行業,如家電、家居、醫療、工控、車載等等,無不體現出嵌入式設備對我們工作與生活的深刻影響。然而,傳統單核系統因性能難有突破,難以滿足此類應用的日益增長。同時,邊緣智能又要求嵌入式系統進行架構創新,以滿足其對性能、功耗、實時性及成本等多方面的需求。在此背景下,多核系統應運而生,成為了嵌入式系統發展的新方向。
多核系統即在單個芯片上集成多個處理器內核,每個內核可獨立執行數據處理和控制任務,從而提升系統整體性能,滿足各類應用需求。在多核系統中,不同內核可按需優化,適應不同應用場景。例如,高性能內核專攻計算密集型任務,如Arm Cortex-A系列內核,滿足高性能需求;高實時性內核則擅長控制密集型任務,如Arm Cortex-R或Cortex-M系列內核,滿足高實時性需求。
如今,端側設備或用戶設備中的嵌入式系統需應對更為復雜的處理任務,并能通過并行計算或特定運算模式,提高運算效率,滿足特定場景需求。例如,許多嵌入式系統需具備高性能完成圖像處理、模式識別、數據分析等任務,同時需保持高實時性或在規定時間內完成任務。多核系統在保障整體性能的同時,可滿足各類復雜應用需求。
多核系統的應用場景
當前,多核嵌入式系統應用范圍極廣。以中國為例,作為全球最大汽車產銷國,汽車應用集成了眾多嵌入式系統,用于控制引擎、剎車、導航、娛樂等功能,其中的多核系統不僅能滿足上述功能單元對高性能、低功耗和實時性的要求,還能借助鎖步等模式,運用多核支持高級安全功能。
在工業控制系統中,多核系統可并行處理多項任務,如數據采集、處理、控制輸出等,從而提高生產效率、降低能耗、確保生產安全。在醫療設備中,多核系統為復雜信息處理提供強大算力,支持復雜圖像處理、數據分析和實時控制等功能。嵌入式多核系統通過提升系統實時性、安全性、多任務處理能力、精準度和可靠性,助力嵌入式系統完成更復雜任務,涉足新興智能化應用。
多核系統的多樣化分類及發展趨勢
因應不同的應用場景和架構要求,嵌入式多核系統有著多樣化的分類方法。硬件角度,可區分為同構多核和異構多核;軟件層面,則包括對稱多處理(SMP)和非對稱多處理(AMP)。各類別的特征既體現了它們在嵌入式系統中的差異化技術,同時,也揭示了針對各種應用場景的獨特優勢。如今,RISC-V的迅速崛起,引領了新的可組合內核潮流,為芯片設計和應用提供了更多可能。
相較于單核嵌入式系統,多核嵌入式系統的開發和調試難度更大,給開發者帶來了諸多挑戰。為了應對這些難題,我們需要借助一系列新型解決方案和工具,如全球知名的嵌入式系統開發工具和服務供應商IAR提供的強大工具集,以助力開發者更快速、更有效地完成開發任務,充分發揮多核嵌入式系統的潛力。
據IAR近期舉辦的在線培訓活動顯示,該公司不僅提供了先進的多核系統開發和調試產品,更重要的是,他們致力于幫助開發工程師深入理解多核系統,將應用場景與需求、架構與功能定義、IAR工具的創新優勢和實用技巧有機結合,從而協助客戶打造出行業領先的多核嵌入式系統,并讓開發者能夠輕松應對多核嵌入式系統帶來的挑戰。
作為全球領先的嵌入式系統開發工具和服務供應商,IAR為開發者提供了功能強大的集成開發環境IAR Embedded Workbench,支持Arm、RISC-V等多種處理器架構,配備C/C++編譯器、鏈接器、調試器等開發工具,讓開發者能在統一平臺上完成嵌入式系統開發。
多核系統開發調試是多核系統開發者面臨的主要挑戰之一。IAR Embedded Workbench集成開發環境便于在一個工作空間內創建多核工程,提升多核系統開發效率。此外,IAR還提供了功能強大的調試器,支持SMP和AMP多核調試,助開發者更高效地查找和解決多核系統中的潛在問題。值得注意的是,IAR Embedded Workbench的多核調試不僅支持Arm + Arm和RISC-V + RISC-V的多核調試,還支持Arm + RISC-V的多核調試,盡管目前在市場上特別是中國市場較為罕見,但預計未來將逐漸普及且重要性日益凸顯。
隨著多核嵌入式系統軟件日趨復雜,開發者需高度重視多核系統代碼質量。對此,IAR推出了相應的代碼分析工具,包括靜態代碼分析工具C-STAT和動態代碼分析工具C-RUN。在日常開發過程中,利用IAR靜態代碼分析工具C-STAT和動態代碼分析工具C-RUN,有助于開發者及早發現代碼中與實現相關的潛在問題,保障程序穩定運行和性能表現,從而進一步提升代碼質量和性能。
總結與展望
嵌入式領域的智能化變革加速引進新型生產力和全新架構體系,引領著汽車、工業、醫療等高端應用領域的持續創新。這將提高產品性能、提升數據處理能力以及智能化水平,進一步開拓市場機遇和發展空間。企業需緊隨時代步伐,實現技術創新和產業升級,滿足消費者日益增長的需求。
IAR作為一家銳意進取的企業,憑借豐富經驗、尖端技術及橫跨ARM與RISC-V等多元架構的產品組合,提供各類工具和解決方案以應對嵌入式研發挑戰。產品已在國內外客戶的長期實踐中得到充分驗證。IAR將持續優化工具和解決方案,發揮在多核嵌入式系統開發調試中的核心優勢,攜手業界同仁共推多核系統技術和應用模式發展,為嵌入式系統開辟更廣闊的高價值市場。
在中國市場,IAR將與合作伙伴和客戶共同推進嵌入式多核系統的研發和應用。
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