多重執行緒技術創造高效率視訊轉換器SoC架構

masonchung

視訊轉換器製造商在軟硬體系統架構設計方面，正面臨許多嚴苛的挑戰，包括：
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•額外增加的功能，衍生更多效能需求問題
1 G: I* w0 P9 L$ M" q( }6 l•同一部設備必須支援日益增加的標準： MHP、OCAP、DVB-T/S等
•若繼續採用傳統架構，勢必難以達成成本壓力導致廠商修正新的價效比的目標
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這些挑戰涵蓋入門級及全功能產品，除面臨須在最點時間內上市的壓力外，全功能產品更面臨支援各種功能與服務的壓力。

5 K, C6 j  _9 G) X5 C$ J  U在系統設計中採用多重執行緒(Multi-Threading)處理器核心即可因應這些挑戰。多重執行緒不僅帶來許多效益、降低整體系統成本，亦可大幅縮短產品的上市時程。我們將把討論焦點放在MIPS多重執行緒的特定應用延伸指令(Application Specific Extension, ASE)，它是業界標準MIPS32®架構的延伸方案，目前已建置在MIPS32 34K系列核心。

, @" w0 l) s( i: I3 O/ x1 ~* q34K處理器中硬體多重執行緒的重要功能包括：

•硬體的執行緒環境(TCs)，將內容切換(Context Switch)的耗用資源減到零。不同的執行緒內容指令，會在連續的週期中發送，讓硬體能在任何因素造成的延遲週期中立即插入進行運算
•多個虛擬處理元件(VPEs)分享相同的運算資源，提昇處理器使用效能
3 B; C( h5 e6 r# i•運用閘控儲存(Gating Storage)與YIELD檢驗器做硬體程序控制， 以達到硬體將處理器的週期資源分配給特定的執行緒。如此， 可提供執行緒保證服務品質(Guaranteed Quality of Service，QoS)
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  ?0 F& O2 ?5 }+ {% V# {  R' E) H本文中，我們將介紹在SoC設計中運用多重執行緒的優勢，並闡述如何在視訊轉換器中發揮這些效益。同時將建議新系統分割選項，讓設計人員能運用34K系列核心，發揮其獨特的多重執行緒功能，藉以達到最佳價效比。
運用多重執行緒規劃全新SoC架構
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0 y8 e1 X" N1 u) a. ~* n定義一個新的SoC架構，向來是困難重重的挑戰，不論是鎖定更多功能、更低成本的新一代產品，或是將進入新市場的解決方案。所有功能必須對應到軟硬體的單元功能。多重執行緒處理器，因具有更高效能、QoS策略以及提供作業隔離機制，因此能在增加極少的成本下，擴充更多功能。此外，若已有現成的硬體模組或軟體模組，重新切割這些元件到多重執行緒將更具有彈性化。
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多重執行緒處理器整合至SoC 2種可行的作法：
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1. 將2個以上的單執行緒核心換成一個多重執行緒核心。
2. 將1個單執行緒處理器換成多重執行緒核心。
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這2種方法中，都是運用多重執行緒處理器，創造更多機會，進行系統層級最佳化並提高軟體效能，我們將在下面的章節中詳細說明。

將2個單執行緒核心換成一個多重執行緒核心
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[ 本帖最後由 masonchung 於 2007-10-3 01:15 AM 編輯 ]

Jim_Lin

SoC的下一步大概是多重運算核心(簡稱多核)?

) ]3 L) ^! q4 ~) M- \一樣缺圖?
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[ 本帖最後由 Jim_Lin 於 2007-10-3 10:01 AM 編輯 ]

masonchung

圖1
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圖2
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圖4

jacky002

的確沒錯，尤其對軟體而言；硬體有提供multi-threading的話，整個系統的效率增加很多。目前所知，MIPS有提供此功能，ARM我就不知道了。

odinshen

希望台灣的 design house 可以在這個多核心 SoC 的趨勢下搶到一席之地...
1 R" `! p# S7 |& N' [) F大家一起加油 ...

masonchung

台灣的Design(Service) house 是有實力開發多核心 SoC 的
7 u/ x' ^( @% m3 |: F這需要軟硬體人才共同來努力 , 不是嗎?
' Z# }4 n& f5 }# Z+ ?# [" p% l; W
7 \, H4 |7 }( Z0 }還是需要只會寫Schedule的x部經理呢?
4 g, Q0 d1 u  l8 L6 H. p使命必達真的有用嗎? 射嘴砲比較快!
真正的效率不在開會逞口舌上,也不在x部經理的報告投影片上.
" r5 U: K8 q; V4 b! b而是讓部屬分工合作的完成任務==>這就是多核心的運作
9 G1 Q  e4 c  ^6 Z) R. m因為SOC的架構,專業領域太廣
絕非x部經理說了就算
% _) u) N7 j0 N+ d( i虛心接受部屬的軟硬體架構建議,才是成功關鑒
/ c3 l* Z4 A7 n) [7 B8 I
+ N* R3 r- S: a# Z- Q[ 本帖最後由 masonchung 於 2008-4-15 12:25 AM 編輯 ]

gangboy

ARM處理器支援multi-threading處理嗎
: @4 O8 M! g1 L5 h  `: ?: t" J還是需要多掛DSP來處理？

armmips

原則上，ARM 處理器不支援Multi-threading的執行模式，或許選其他處理器如MIPS或SPARC均可

smoky1982

小弟我孤陋寡聞，想要了解多重執行緒技術創造高效率視訊轉換器SoC的架構。