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優(yōu)勢(shì) #1 – 平衡性能和能源消耗
使用多核微控制器的第一個(gè)優(yōu)勢(shì)是它為開(kāi)發(fā)人員提供了平衡性能和能耗的額外方法。在單核處理器中，開(kāi)發(fā)人員主要依靠低功耗模式或時(shí)鐘縮放來(lái)最大限度地降低能耗(盡管可以采用數(shù)十種技術(shù))。多核解決方案允許開(kāi)發(fā)人員通過(guò)使所有內(nèi)核以最高效率運(yùn)行，從而獲得其設(shè)備所需的性能。當(dāng)不需要所有馬力時(shí)，可以關(guān)閉內(nèi)核以節(jié)省能源并最大限度地延長(zhǎng)電池壽命。
在微控制器領(lǐng)域，目前典型的多核解決方案是雙核實(shí)現(xiàn)。最常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)是將高性能、功能豐富的處理器(如 Cortex-M4 或 Cortex-M7)與低功耗 Cortex-M0+ 處理器配對(duì)。這允許低功耗 M0+ 處理低功耗狀態(tài)，并且當(dāng)需要完成一些需要處理的事情(例如 GUI 更新、運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)推理等)時(shí)，可以重新打開(kāi) M4。這為嵌入式開(kāi)發(fā)人員提供了幾種用于平衡性能和能耗的潛在配置文件。
優(yōu)勢(shì) #2 – 關(guān)注點(diǎn)分離(域)
使用多核微控制器的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它允許通過(guò)分離關(guān)注點(diǎn)或域來(lái)分解應(yīng)用程序代碼。目前有三個(gè)主要的領(lǐng)域類別非常適合大多數(shù)應(yīng)用程序，但肯定還有其他的。這三個(gè)領(lǐng)域包括：
- 豐富/實(shí)時(shí)執(zhí)行
- 安全/非安全
- 應(yīng)用/通訊(Wi-Fi/BT)
在豐富/實(shí)時(shí)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)中，應(yīng)用程序根據(jù)其時(shí)序要求分為兩個(gè)域。支持圖形用戶界面等豐富執(zhí)行功能的組件將位于一個(gè)內(nèi)核中，可能是 Cortex-M4/M7。支持傳感器采集和控制等實(shí)時(shí)要求的組件將位于第二個(gè)內(nèi)核中，可能是 Cortex-M0+。
在安全/非安全實(shí)現(xiàn)中，應(yīng)用程序的分解不是基于其執(zhí)行需求，而是基于安全問(wèn)題。支持安全啟動(dòng)、加密庫(kù)、安全通信或其他一些安全功能的組件將在一個(gè)處理器(如 Cortex-M0+)上執(zhí)行。再一次，在嵌入式開(kāi)發(fā)中，通用應(yīng)用程序組件將從其他處理器(如 Cortex-M4/M7)執(zhí)行，這種實(shí)現(xiàn)的主要好處是 Cortex-M0+ 充當(dāng)安全的處理器和執(zhí)行環(huán)境，它與應(yīng)用程序的其余部分是硬件隔離的。
在應(yīng)用程序/通信實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)核心專用于專門處理一個(gè)通信堆棧。這個(gè)堆?？梢允?Wi-Fi 堆棧、藍(lán)牙堆棧、其他一些通信堆棧，甚至可能是組合。這里的優(yōu)點(diǎn)是它可以擁有一個(gè)具有集成通信功能的微控制器。然后，第二個(gè)內(nèi)核專用于正常的應(yīng)用程序代碼。
這些是使用多核微控制器非常有意義的幾種實(shí)現(xiàn)方式，在某些情況下，甚至有兩個(gè)以上的內(nèi)核也可能有意義!
優(yōu)勢(shì)#3 – 工作負(fù)載分配
最后一個(gè)優(yōu)勢(shì)是它允許開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)分配工作負(fù)載。首先，我們可以將開(kāi)發(fā)和維護(hù)應(yīng)用程序的工作量分配給多個(gè)嵌入式開(kāi)發(fā)人員或團(tuán)隊(duì)，我們可以有一個(gè)核心一應(yīng)用團(tuán)隊(duì)和一個(gè)核心二應(yīng)用團(tuán)隊(duì)，然后，每個(gè)團(tuán)隊(duì)專注于其核心的應(yīng)用程序組件，并且顯然與第二個(gè)團(tuán)隊(duì)在可能存在重疊關(guān)注或需要仔細(xì)協(xié)調(diào)核心之間的應(yīng)用程序行為的領(lǐng)域進(jìn)行交互。
我們可以分配工作負(fù)載的第二種方式是相當(dāng)明顯的，因?yàn)槲覀兛梢詫⑽覀兊膽?yīng)用程序工作負(fù)載分配到多個(gè)處理器上。我們可以獲得真正的并發(fā)應(yīng)用程序行為，因?yàn)槲覀冇卸鄠€(gè)內(nèi)核。不要忘記，就像在使用 RTOS 的并發(fā)應(yīng)用程序中一樣，當(dāng)我們有多個(gè)內(nèi)核并發(fā)時(shí)，我們可能會(huì)遇到有趣的競(jìng)爭(zhēng)條件、時(shí)序問(wèn)題、共享資源問(wèn)題和其他并發(fā)行為問(wèn)題。在內(nèi)核之間分離工作負(fù)載時(shí)，務(wù)必非常小心使用何種處理器間通信方法。
結(jié)論
多核微控制器無(wú)疑為嵌入式開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)提供了許多優(yōu)勢(shì)，可以幫助他們解決越來(lái)越復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題。將應(yīng)用程序劃分為關(guān)注區(qū)域或域的能力目前是采用多核微控制器的主要驅(qū)動(dòng)力。在考慮遷移到多核解決方案時(shí)，平衡性能與能耗以及分配工作負(fù)載的能力也是主要優(yōu)勢(shì)。
網(wǎng)站名稱：使用多核微控制器的三個(gè)優(yōu)勢(shì)
新聞來(lái)源：http://www.dlmjj.cn/article/djcgjej.html
