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嵌入式多核系统风起云涌,IAR强大工具化繁为简

时间:2024-06-05 作者:IAR爱亚系统 阅读:
今天,端侧设备或者用户设备中的嵌入式系统不仅要面临更加复杂的处理任务,还要能够通过并行计算或特定运算模式,来提高运算效率和满足特定场景的需求。

随着智能科技的飞速发展和广泛应用,高性能嵌入式系统已经渗透到各个领域,从消费电子、智能家居、智能医疗到工业控制、汽车应用等,无处不在的嵌入式设备正改变着我们的工作和生活。然而,传统单核系统的性能提升遇到瓶颈,无法满足这些应用日益增长的需求。此外,边缘智能也要求嵌入式系统实现架构性创新,以满足其对性能、功耗、实时性和成本等方面的要求。在这些需求推动下,多核系统和产品应运而生,成为嵌入式系统发展的新趋势。

多核系统是指在单颗芯片上集成多个处理器内核,每个内核能够独立地执行数据处理和控制任务,以提高系统的整体性能和满足应用的特定需求。在多核系统中,不同的内核可以根据其特性和需求进行优化,以满足不同的应用场景。例如,高性能内核专注于进行计算密集型任务,比如Arm Cortex-A系列内核,以满足高性能需求;而高实时性内核则可以专注于控制密集型任务,比如Arm Cortex-R或Cortex-M系列内核,以满足高实时性需求。

今天,端侧设备或者用户设备中的嵌入式系统不仅要面临更加复杂的处理任务,还要能够通过并行计算或特定运算模式,来提高运算效率和满足特定场景的需求。例如,许多嵌入式系统需要高性能来完成图像处理、模式识别、数据分析等任务,同时需要高实时性或者在确定时间内完成任务。多核系统可以在保证整体性能的同时,满足各种复杂的应用需求。

多核系统的应用场景

目前,多核嵌入式系统的应用场景非常广泛。例如我国已经连续15年成为全球最大的汽车产销国,而汽车应用集成了大量的嵌入式系统,用于控制发动机、刹车、导航、娱乐系统等功能,其中的多核系统不仅能够满足这些功能单元对高性能、低功耗和实时性的要求,而且还通过锁步等模式利用多核支持先进的安全功能。

多核系统可以在工业控制系统中并行处理多个和多种任务,如数据采集、数据处理、控制输出等,从而提高生产效率、降低能耗和保证生产安全。在医疗设备中,多核系统能够为复杂的信息处理提供高性能的计算能力,支持复杂的图像处理、数据分析和实时控制等功能。嵌入式多核系统通过提高系统的实时性、系统安全性、多任务处理能力、精确性和可靠性,推动了嵌入式系统完成更复杂的任务和进入新兴的智能化应用。

多核系统的分类和开发

由于应用和架构的差异性较大,因此用于嵌入式的多核系统可以采用多种分类方式,从硬件上可以分为同构多核和异构多核,从软件上可以分为对称多处理(SMP)和非对称多处理(AMP)。不同的分类不仅代表了它们在嵌入式系统中的差异化技术,也说明了其针对应用场景所具有的特定优势。今天,随着RISC-V的广泛兴起,多核系统也带来了新的可组合内核,使芯片设计和应用有了更多选择。

相较于单核嵌入式系统,多核嵌入式系统在开发和调试等方面也更为复杂,开发人员也面临着更多挑战,因而需要借助一系列新的解决方案和工具,来支持开发人员更好、更快地完成开发并充分发挥多核嵌入式系统的优势,例如来自全球领先的嵌入式系统开发工具和服务供应商IAR提供的功能强大的工具集,可以全面支持嵌入式多核系统的开发和调试。

从IAR近期开展的系列线上培训来看,该公司不仅提供了全球领先的、可应用于多核系统开发和调试的系列产品,而且更重要的是帮助开发工程师们更全面地了解多核系统,并最终将应用场景与需求、架构与功能定义、IAR工具的创新优势和实用技巧全面地融合在一起,从而帮助客户开发出领先业界的多核嵌入式系统,并帮助开发人员从容应对多核嵌入式系统带来的挑战。

作为全球领先的嵌入式系统开发工具和服务供应商,IAR为开发人员提供了一个功能强大的集成开发环境IAR Embedded Workbench,它支持Arm、RISC-V等多种处理器架构,并提供了C/C++编译器、链接器、调试器和其他开发工具,支持开发人员在一个统一的平台上完成嵌入式系统的开发。

多核系统开发调试是多核系统开发人员面临的挑战之一。IAR Embedded Workbench集成开发环境非常方便在一个workspace里面创建多核工程,提高多核系统开发效率。同时,IAR还提供了功能强大的调试器,支持SMP和AMP多核调试,帮助开发人员更高效地找到和解决多核系统中的潜在问题。值得关注的是,IAR Embedded Workbench的多核调试不仅支持Arm + Arm和RISC-V + RISC-V的多核调试,还支持Arm + RISC-V的多核调试,这虽然在当前市场尤其是在中国市场还比较少见,但是预计会变得越来越普及和重要。

多核嵌入式系统的软件变得更加复杂,因而开发人员更应该大幅度提高对多核系统代码质量的关注度。IAR为此推出了对应的代码分析工具,包含静态代码分析工具C-STAT和动态代码分析工具C-RUN。在日常开发过程中,使用IAR静态代码分析工具C-STAT和动态代码分析工具C-RUN可以帮助开发人员尽早发现代码中跟实现相关的潜在问题,确保程序的稳定性和性能,从而更好地保证代码的质量和性能。

总结与展望

嵌入式领域的智能化发展也将加快引入新质生产力和新的架构体系,这将带来在汽车、工业、医疗和其他高端应用的不断创新,提高其产品性能、数据处理能力和智能化程度,为这些应用市场带来广泛的机会和发展空间。企业也需要加强技术创新和产业升级,满足消费者日益增长的需求。

作为积极拥抱创新的企业,IAR凭借丰富的经验、先进的技术和Arm/RISC-V等跨架构的产品组合,为嵌入式领域提供了多种工具和解决方案,其产品在国内外客户长期而广泛的应用中得到了充分验证。IAR将不断优化工具和解决方案,发挥其在多核嵌入式系统开发调试中的关键作用,携手业界合作伙伴共同推动多核系统技术和应用模式的发展,为嵌入式系统打开更加广阔的高价值市场。

在中国市场上,IAR也将与合作伙伴和客户携手,共同推动嵌入式多核系统的开发和应用。除了前期举办的《多核系统开发和调试》线上培训课(可以在IAR爱亚系统微信公众号上找到回放),IAR还将举办和参与系列活动和行业活动,包括在即将于6月12日-14日在上海举办的第二届上海国际嵌入式展(embedded world China)上,IAR爱亚系统除了再次展出全球领先的嵌入式开发与嵌入式安全解决方案(展位号:638),IAR专家团队将与观众一起交流和深入探讨包括多核系统等更多嵌入式技术与行业发展趋势。

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