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一个异构多处理系统由不同类型的多个单核心或多核心处理器构成,异构多核处理系统***简单的形式是由一个多核处理器和GPU组成。然而,现代科技让一颗芯片上的异构多处理系统包含以下模块:
①多核应用处理器(Multicore Applicati*** Processors);
②多核图形处理器(Multicore Graphics Processors;
③多核实时处理器(Multicore Real-Time Processors);
④平台管理单元(Platform Management Unit);
⑤配置和安全系统(Configuration and Security Unit);
⑥在FPGA可编程逻辑上实现特定多核处理器。
本文所引用的异构多核处理系统包括上述的多个分类。使用FPGA逻辑实现多核处理器的优势是:它可以创建自定义特殊应用处理器,通过并行Pipes和***ipeline stages来实现二维并行数据处理,使得在一个时钟周期里可以完成大量的计算。
多核处理器可以设计用来执行通用计算或者是专用计算。和通用处理器执行相同功能相比较,专用计算在减小硅片封装、提高单时钟周期吞吐率、低功耗的同时能实现数据优化处理。
2 含可编程逻辑的异构处理系统演变
Xilinx在2002年推出了***款带PowerP***05应用处理器的FPGA,在接下来的FPGA里,Xilinx在单片内集成了更高性能的PowerPC单核或双核处理器。不像现今产品代的器件处理系统是一个集成的ASSP(包含处理器、互联、存储控制器和外设),早期产品需要大量的FPGA资源将各部分资源连接在一起形成一个ASSP-like的解决方案。
2011年,Xilinx推出了Zynq-7000系列高集成度的器件,它集成了ARM Cortex-A9 MPCore处理器、互联单元、内存控制器、外设以及基于Xilinx 7系列FPGA的可编程逻辑。有人肯能会认为Zynq-7000系列是***代“异构多处理”系统,因为片上的可编程逻辑使得创建和使用专用处理单元成为现实。
3 含可编程逻辑的***新一代异构处理系统
2015年,Xilinx发布并且开始供货新一代异构多处理器件Zynq UltraScale+ MPSoC。之前的器件集成了可编程逻辑和一个或多个应用处理器,Zynq UltraScale+ MPSoC器件集成了:
①多核应用处理器:四核ARM Cortex-A53应用处理器;
②多核图形处理器:双核ARM Mali-400图形处理器;
③多核实时处理器:双核ARM Cortex-R5实时处理器,可同步运行安全性要求苛刻的应用;
④平台管理单元:一致性三冗余处理器用于power、错误管理和功能安全管理;
⑤配置和安全单元:一致性三冗余处理器用于系统配置和安全管理;
⑥FPGA可编程逻辑:用户可编程逻辑用于定制处理器、处理单元和外设。

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