由马克Hermeling

介绍

电力架构一直是嵌入式行业的主要部门，并且在这里将在这里到来。电源架构已从烤面包机到飞机的所有内容，以及QoriQ T系列处理器中飞思卡尔的最新SOC具有许多性能，最多12个物理或24个虚拟（双螺纹）64位处理核心，这是一个很好的内存架构，和满（40位物理）位寻址能力。

航空航天和国防工业的许多客户对低功耗VS性能仍然非常感兴趣，设备寿命长达15年（这对于许多程序是必须的）和64位支持，这为它们开辟了一些有趣的角度。当今许多嵌入式应用程序的32位内存空间尤其如此，因为许多现代PCI设备的使用从可用内存中取出大块。当然，您可以使用寻呼来解决4 GB内存屏障，但这是克鲁犬和贬低手头的工作。

刷新现有应用程序

许多航空航天和国防项目正在寻求刷新现有的程序并删除32位限制。此外，E6500处理器的巨大性能提升是对他们非常有吸引力的。The e6500 core in Freescale’s processors, such as the T2080 or T4240 which are used in some of our partners boards, offers high core count multi-core processing, 40-bit physical addressable memory with 64-bit addressing, and AltiVec, all coupled with accelerators for security, pattern matching and compression.

这对于构建能够从处理能力、内存空间和效率(大小/功率/重量/瓦特)中获益的应用程序的人来说是个好消息。考虑音频、视频或雷达的信号处理应用程序，或其他需要处理大量数据的应用程序。柯蒂斯·赖特的新处理器VPX3-133或VPX6-195允许多个现有的应用程序被合并到一个单板上，节省空间和电力。

问题很快就变成了:如何从现有的设计迁移到使用这些新处理器的新设计。例如，您现有的设计可能位于MPC7410单核，32位处理器，这意味着您必须考虑新处理器是64位并具有多个处理核和线程。

迁移到64位

一步一步一步，如果要使用更大的地址空间，您必须将代码从32位（或ILP32）转换为64位（或LP64）数据模型。互联网上有很好的资源来帮助您使用此转换，并通过打开更严格类型的检查和禁用自动类型转换来帮助您提供帮助。

数据模型并不是要考虑的唯一事情。许多较老的应用程序使用基于内核的编程模型，其中应用程序以内核模式运行。这带来了性能上的好处，这在较慢的旧处理器中尤其重要，但它缺乏分离，这意味着一个应用程序可能会破坏另一个应用程序的内存。在从32位过渡到64位时，值得考虑从基于内核的编程模型过渡到基于进程的编程模型。这涉及到检查不同的应用程序是如何一起工作的，以及用消息或其他通信原语替换互斥锁和信号量。但是，最终，它增强了分离性，从而增强了健壮性，特别是在将应用程序合并到具有多个核的单个处理器上时。

迁移到多核

通过进程增加的分离还有助于应用程序在多核配置中运行。旧处理器只有一个处理核心，而新处理器有多个核心，这些处理器固有的并行性有助于应用程序运行得更快。然而，应用程序需要能够充分利用多核的优点。前面提到的流程分离在这方面有所帮助。或者，可以使用多个核来运行多个应用程序，每个应用程序都在自己的核上。

操作系统需要能够处理多个核，到目前为止，实现这一点最简单的方法是通过对称多处理(SMP)。操作系统为程序员处理所有的核心，程序员可以指定特定的应用程序在特定的核心上运行，或者将调度完全留给操作系统来实现最高水平的利用率。

需要考虑的一件事是，新的多核操作系统提供了真正的并发性。在单核处理器上，应用程序在单核上运行多线程。在新处理器上，应用程序将在多个核上运行多线程。这将提供不同的计时行为，并可能要求更改保护程序关键部分的方式。

虚拟化

另一种利用高核数处理器的方法是使用虚拟化。在SMP模式下，操作系统负责调度可用内核上的进程和任务。但这都是在一个操作系统中完成的。另一种选择是将多核部分划分为多个不同的“虚拟机”，并将操作系统加载到每个虚拟机(VM)中。这允许架构师在同一个多核部分上运行多个操作系统，无论这些操作系统是相同类型(如VxWorks)，还是混合类型(如VxWorks或Linux)。虚拟化允许系统架构师在多核SoC上提供异构的操作系统混合。

虚拟化的好处很多。它真的与平台上的工作量脱钩，它允许在嵌入式系统的设计中进行新的自由度。

安全又可靠

除了让您的应用程序在这些处理器上运行之外，我们不能忽视诸如安全性和安全性等重要属性。这些不应该是事后的想法，因为它们对架构有重大影响。这也是新硬件可以通过安全引导和防篡改功能提供巨大好处的地方。

如何开始

概念一边，开始探索可能性并不难以协助。风河系统VxWorks，安全和安全的RTOS，为64位应用程序提供全部支持，包括支持SMP和虚拟化，并且当然，可以满足必要的安全性和安全性需求。Wind River文件提供如何协助从32到64位和Wind River的专业服务转换的指导，可以协助咨询和外包。这为客户提供了他们需要开始体验基于强大的功率架构的处理器的善良，并探索如何向前迁移其应用程序。