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在ARM眾多的IP產品占領的微控制器和微處理器IP核市場，如果還有一家公司要與其在32位處理器IP上競爭，這談何容易？！ Cortus，一家總部位于法國蒙彼利埃的32位處理器IP供應商，已經在深度嵌入式市場成功與ARM的Cortex M0競爭了九年。此外，Cortus認為其“極簡主義”的方法是其在新興的連接設備市場扎根的關鍵。 在上周二，Cortus發布了一系列新的基于其第二代（V2）指令的產品。這家公司表示，它通過提升指令的密度，可以滿足新的連接設備的功耗與體積的要求。 為滿足SoC上不斷降低的功率消耗的設計需求，Cortus已經開發出一套專門的指令集，用來減少系統的指令內存體積。公司的第一套使用V2指令集的產品APS23,就是針對低功耗且不停機/常接收數據的系統，以及對時鐘頻率要求更低的系統，例如藍牙低功率應用。 
APS23 Subsystem.(Image: Cortus) Cortus總裁CEO Michael Chapman對《電子工程專輯》表示，他們專注于減少指令內存的體積，他將其稱為“系統內最大的單一元件”。通過采用V2指令集，Chapman聲稱相比采用第一代V1指令集的內核，指令的平均密度改善了16%。 與此同時，Cortus還宣布了APS25 IP核，基于V2指令集的第二代產品系列。這款產品是專為需要支持雙核和多核系統的更高性能和更復雜的嵌入式系統設計的。 協處理器的接口和安全性 Tirias Research公司的首席分析師Kevin Krewell認為，Cortus提供的授權“有選擇且更靈活”，因此與ARM的一戰尚有機會。 Cortus的IP能夠提供“一個協處理器的接口和安全性”，因而與其最大的競爭對手ARM完全不同。Kevin說，“與此相反，ARM強烈反對提供一個協處理器的接口，同時又緊緊控制著它的指令集�！� 據Cortus說，公司的協處理器接口允許其授權者去添加和設計特定的算法，同時讓其完全進入CPU的寄存器。授權者即使是完全沒有CPU內部的知識，也可以這樣做。 這種區分最好的的例子是在安全上的應用。黑莓的子公司Certicom,采用了Cortus的擴展指令集，為其橢圓曲線Galois多字段加密/解密。 Cortus的IP允許 Certicom公司將其安全代碼與CPU緊密整合在一起。Krewell表示，這是Cortus在新興的物聯網市場上的一個重要的區別，這些領域的安全性“同等重要”。 Chapman表示，今天的處理器市場正處于計算設備的第三波浪潮中，之前是主機/PC和移動設備。智能設備和可穿戴設備都是基于非標準的操作系統開發的，它們受成本和功耗所驅動。在這樣的環境下，“效率起著重要的作用”。此外，“安全性也同樣如此”。 成長歷史 Cortus是由一群立志于開發更好的嵌入式的CPU的工程師成立的。在物聯網被談起之前，Cortus的天才們，是被Chapman蠱惑去做藍牙IP--軟件、硬件和有關的接口---將這些設計到一個8位的處理器中。 那個產品沒有成功，但它的失敗給了他靈感去開發一個小的32位的處理器，用“一個較大的地址空間”來完成工作。那顆小CPU的理念現在已經演變成為“為新一波的智能應用提供更好的CPU”的理想所取代。 迄今為止，Cortus，這家專注于更高硅片能效的32位處理器內核供應商，已經簽到了38個授權，芯片出貨量已經超過了7億顆。Cortus處理器內核的設計案例包括了今年7月Atmel收購的Newport Media所做的WiFi芯片， Point Chips、 Imagis和LeadingUI公司的觸摸屏控制器芯片，e2v、 Microsemi和NextChip的汽車傳感器，StarChip的智能卡，以及Discretix的安全芯片。 Cortus的故事與臺灣的晶心科技（Andes）類似，它們的業務都是聚焦于嵌入式市場。晶心科技的CPU核目前應用于觸摸屏控制器、WIFI和藍牙、FM、GPS控制器，現在又瞄準了物聯網的Sensor hub。 Krewell認為，這個市場仍然為不同的內核提供著很多的機會。 Krewell認為，盡管Andes公司已經在臺灣生態系統上，通過它的努力取得了先發的優勢，但Cortus這家歐洲的IP供應商還是有機會在安全方面擴展自己的業務。例如，智能卡業務在歐洲已經發展得很成熟，但在安全IC伙伴已經將6-8個安全操作系統植入到它們的內核中。 舉例說， APS25能運行在兩個CPU上，一個主CPU和一個檢查CPU。在那樣的架構下，兩個內核可以同步執行同樣的代碼，如果兩個結果不一致，就會激發一個警報。Cortus介紹的另一個應用，是安全執行。最好的方法是將安全軟件物理上地一個運行在監控CPU上，而應用代碼運行在另一個CPU核上�！斑@樣的檢查架構是獨一無二的，”Krewell說。它可以讓CPU內核“非常地可靠，并且非常地安全”。
Lock-step CPU.(Image: Cortus) 為什么要V2指令集？ 對于Cortus來說，開發出V2指令集來對付日益復雜的代碼非常有必要�！拔覀冏隽艘粋�全面的記錄和指令的壓縮，因此我們能夠減少代碼的體積，相比之前，CPU能夠更復雜地解碼，”Chapman說。 Cortus V2的指令集可以混用16位、24位和32位的代碼，而不必切換模式。這個指令集相比上一代的V1，增加了在16位和32位指令的混用場景。 然而，Chapman表示Cortus會持續同時提供V1和V2。V1的產品對于小的固件體積來說更有優勢�！斑@兩個指令集在二進制上并不兼容，如果我們在一個英特爾的世界中，這將是一個壞消息。”但在深嵌入式應用中并非如此。這兩個指令集在源代碼層反而是兼容的。“代碼的壓縮減少了芯片上非易失性內存的面積，這可以大大地降低成本�！� 規格 APS23，基于哈佛架構，提供16個32位的寄存器，一個三階的管道（pipeline）和一個順行乘法器。它還支持AXI4-Lite總線的Cortus APS外設。 在運算性能方面，這個內核提供了2.83 DMIPS/MHz，和一個1.44 CoreMarks/MHz。為芯片尺寸優化的情況下，APS23 CPU最小可用性起于9.8 千門。動態功耗在90納米處理工藝內可達12mw/MHz（Cortus對合成和代工方面不作限制）。 APS25也是哈佛架構，提供16個32位的寄存器，一個五除非的管道（pipeline），和一個并行的乘法器。它支持 AXI4總線和Cortus APS外設。 APS25內核中，最多可增加8個協處理器。Cortus的協處理器接口允許被授權者增加定制的協處理器，例如，一個加速度陀螺儀，或是一個信號處理器，而并不需要了解核內部的細節，該公司表示。協處理器指令可插入到C代碼作為函數調用。 |
