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          Tensilica新的Xtensa LX4 DPU
          發表時間:2011-03-30 14:17:46   發布作者:啟達

          Tensilica日前驕傲地宣布以其面向密集計算數據平面和DSP(數據信號處理器)如成像、視頻、網絡和有線/無線基帶通信的處理器IP鞏固了其在IP內核領域的領導者地位,任何需要龐大數據處理的應用都將極大都受益于這些突破性功能――通過內建Tensilica面向SOC的Xtensa® LX4數據平面處理器(DPU)可以將這些應用數據帶寬提高4倍! 

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          新的Xtensa LX4 DPU支持更高的本地數據存儲位寬,最高到每周期1024比特,支持更寬的128位VLIW(超長指令字)指令,從而提高指令并行度。新增的高速緩存預取功能,可以在片外存儲器延時很高的情況下幫助提升系統性能,Tensilica已經將這些技術應用到最新發布的用于LTE通信的ConnX BBE64 DSP上。

          “Tensilica DPU的優勢在于同時具備控制和信號處理能力,與一個標準的RISC或者DSP內核相比,可以將性能優化提升10倍到100倍!” Tensilica 營銷與業務拓展副總裁Steve Roddy指出,“現在,有了Xtensa LX4后, Tensilica可以提供的IP內核包括從微型可編程DPU(采用28nm工藝在0.01mm2提供1GigaMAC DSP能力)到業界最高性能的可授權DSP內核ConnX BBE 64-128,它每秒處理能力超過100 GigaMAC!”

          針對高帶寬應用有更寬的數據存取能力
          與Tensilica的Xtensa LX3 DPU相比, Xtensa LX4 DPU有4倍本地存儲器帶寬,每個周期最多可以完成2個512位的存取操作,設計師現在可以輕易實現超寬SIMD(單指令多數據)DSP,它可以將更多數據同時送給MAC(乘加運算),使每個時鐘周期性能大大提升,這使得Xtensa LX4 DPU特別適合于有線和無線基帶處理、視頻前處理和后處理、圖像信號處理和各種網絡包處理應用。

          除了上述本地存儲器帶寬的增強,Tensilica 已有的可定制本地端口和隊列可以提供近乎無限的點對點數據和控制信號帶寬。Tensilica現在既可以提供在Xtensa DPU和其他系統模塊如RTL 模塊之間建立內部互連的端口和隊列,也可以提供新的超高帶寬本地存儲器接口。

          提供更寬的指令增強并行處理能力
          有了Xtensa LX4, Tensilica可以讓其FLIX(靈活長度指令擴展)指令的指令長度翻番,從64位擴展到128位,這使得每個時鐘周期可以完成的操作數量翻番,FLIX指令可以和Xtensa基本指令集無縫混合,所以在用到FLIX的時候不用很麻煩地去切換模式。

          Xtensa LX4 DPU的FLIX指令與傳統的VLIW DSP相比,可以在提供超高性能的同時減小代碼體積,Tensilica的Xtensa C/C++編譯器可以從源代碼中推斷出并行性,并自動將多個不同操作并行化為一條FLIX指令。一個帶有FLIX指令的Xtensa LX4 DPU能以很低的時鐘頻率運行并行操作,它提供的性能可以與時鐘頻率更高體積更大的非VLIW 內核相媲美,而在完成相同任務時它的功耗更低!

          預存取減少周期數
          新的數據預取操作因在數據使用前就提前取到了數據,所以可以減少高延遲系統中執行周期的數量,這樣一來,當應用代碼需要的時候,數據已經準備好了,在DPU必須等待數據時,可以減少時鐘周期的浪費。當數據流是來自相鄰存儲地址的時候這樣的好處就更突出,相比增加一個獨立的DMA(直接存儲器訪問)引擎來說,這是一種更為簡易的優化存儲器訪問的方法。它不需要額外的軟件編程和應用代碼調整。

          成功的關鍵:自動化
          利用Tensilica的開發工具,不僅可以自動生成DPU硬件,還可以生成相匹配的復雜軟件工具鏈,因為所有的Xtensa處理器都包括了一套相同的基本指令集,所以基于這套基本指令集的的第三方應用軟件可以運行在所有Xtensa處理器上,甚至是深度定制后的Xtensa DPU。

          可定制Xtensa DPU與主流操作系統、DEBUG和ICE(在線仿真器)方案都兼容,每個XtensaDPU都有自動生成的完整的軟件工具鏈,包括一個基于Eclipse框架的高級集成開發環境,一個世界級編譯器,一個周期精確且兼容SystemC的指令集仿真器以及完整的工業標準GNU工具鏈。
          隨同發布的還有Tensilica的矢量化輔助工具,這是一個首創的工具,它給開發者提供建議來改善他們運行于SIMD(單指令多數據)DSP上的C代碼的編程風格,這個矢量化輔助工具可以指出哪些代碼妨礙了編譯器進行矢量化,所以軟件可發者能改善C源代碼,從而發揮DPU并行執行的優勢。

          Tensilica 現就可以提供Xtensa LX4 DPU IP,在45nm工藝下基本型Xtensa LX4 DPU時鐘頻率可以超過1 GHz,而大小只有0.044 mm2。

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