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作者：IAR愛(ài)亞系統(tǒng) 隨著智能科技的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，高性能嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，從消費(fèi)電子、智能家居、智能醫(yī)療到工業(yè)控制、汽車應(yīng)用等，無(wú)處不在的嵌入式設(shè)備正改變著我們的工作和生活。然而，傳統(tǒng)單核系統(tǒng)的性能提升遇到瓶頸，無(wú)法滿足這些應(yīng)用日益增長(zhǎng)的需求。此外，邊緣智能也要求嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)性創(chuàng)新，以滿足其對(duì)性能、功耗、實(shí)時(shí)性和成本等方面的要求。在這些需求推動(dòng)下，多核系統(tǒng)和產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，成為嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì)。 多核系統(tǒng)是指在單顆芯片上集成多個(gè)處理器內(nèi)核，每個(gè)內(nèi)核能夠獨(dú)立地執(zhí)行數(shù)據(jù)處理和控制任務(wù)，以提高系統(tǒng)的整體性能和滿足應(yīng)用的特定需求。在多核系統(tǒng)中，不同的內(nèi)核可以根據(jù)其特性和需求進(jìn)行優(yōu)化，以滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)景。例如，高性能內(nèi)核專注于進(jìn)行計(jì)算密集型任務(wù)，比如Arm Cortex-A系列內(nèi)核，以滿足高性能需求；而高實(shí)時(shí)性內(nèi)核則可以專注于控制密集型任務(wù)，比如Arm Cortex-R或Cortex-M系列內(nèi)核，以滿足高實(shí)時(shí)性需求。 今天，端側(cè)設(shè)備或者用戶設(shè)備中的嵌入式系統(tǒng)不僅要面臨更加復(fù)雜的處理任務(wù)，還要能夠通過(guò)并行計(jì)算或特定運(yùn)算模式，來(lái)提高運(yùn)算效率和滿足特定場(chǎng)景的需求。例如，許多嵌入式系統(tǒng)需要高性能來(lái)完成圖像處理、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)分析等任務(wù)，同時(shí)需要高實(shí)時(shí)性或者在確定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。多核系統(tǒng)可以在保證整體性能的同時(shí)，滿足各種復(fù)雜的應(yīng)用需求。 多核系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景 目前，多核嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛。例如我國(guó)已經(jīng)連續(xù)15年成為全球最大的汽車產(chǎn)銷國(guó)，而汽車應(yīng)用集成了大量的嵌入式系統(tǒng)，用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)、剎車、導(dǎo)航、娛樂(lè)系統(tǒng)等功能，其中的多核系統(tǒng)不僅能夠滿足這些功能單元對(duì)高性能、低功耗和實(shí)時(shí)性的要求，而且還通過(guò)鎖步等模式利用多核支持先進(jìn)的安全功能。 多核系統(tǒng)可以在工業(yè)控制系統(tǒng)中并行處理多個(gè)和多種任務(wù)，如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制輸出等，從而提高生產(chǎn)效率、降低能耗和保證生產(chǎn)安全。在醫(yī)療設(shè)備中，多核系統(tǒng)能夠?yàn)閺?fù)雜的信息處理提供高性能的計(jì)算能力，支持復(fù)雜的圖像處理、數(shù)據(jù)分析和實(shí)時(shí)控制等功能。嵌入式多核系統(tǒng)通過(guò)提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、系統(tǒng)安全性、多任務(wù)處理能力、精確性和可靠性，推動(dòng)了嵌入式系統(tǒng)完成更復(fù)雜的任務(wù)和進(jìn)入新興的智能化應(yīng)用。 多核系統(tǒng)的分類和開(kāi)發(fā) 由于應(yīng)用和架構(gòu)的差異性較大，因此用于嵌入式的多核系統(tǒng)可以采用多種分類方式，從硬件上可以分為同構(gòu)多核和異構(gòu)多核，從軟件上可以分為對(duì)稱多處理（SMP）和非對(duì)稱多處理（AMP）。不同的分類不僅代表了它們?cè)谇度胧较到y(tǒng)中的差異化技術(shù)，也說(shuō)明了其針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景所具有的特定優(yōu)勢(shì)。今天，隨著RISC-V的廣泛興起，多核系統(tǒng)也帶來(lái)了新的可組合內(nèi)核，使芯片設(shè)計(jì)和應(yīng)用有了更多選擇。 相較于單核嵌入式系統(tǒng)，多核嵌入式系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)和調(diào)試等方面也更為復(fù)雜，開(kāi)發(fā)人員也面臨著更多挑戰(zhàn)，因而需要借助一系列新的解決方案和工具，來(lái)支持開(kāi)發(fā)人員更好、更快地完成開(kāi)發(fā)并充分發(fā)揮多核嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，例如來(lái)自全球領(lǐng)先的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具和服務(wù)供應(yīng)商IAR提供的功能強(qiáng)大的工具集，可以全面支持嵌入式多核系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和調(diào)試。 從IAR近期開(kāi)展的系列線上培訓(xùn)來(lái)看，該公司不僅提供了全球領(lǐng)先的、可應(yīng)用于多核系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和調(diào)試的系列產(chǎn)品，而且更重要的是幫助開(kāi)發(fā)工程師們更全面地了解多核系統(tǒng)，并最終將應(yīng)用場(chǎng)景與需求、架構(gòu)與功能定義、IAR工具的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)和實(shí)用技巧全面地融合在一起，從而幫助客戶開(kāi)發(fā)出領(lǐng)先業(yè)界的多核嵌入式系統(tǒng)，并幫助開(kāi)發(fā)人員從容應(yīng)對(duì)多核嵌入式系統(tǒng)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。 作為全球領(lǐng)先的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具和服務(wù)供應(yīng)商，IAR為開(kāi)發(fā)人員提供了一個(gè)功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境IAR Embedded Workbench，它支持Arm、RISC-V等多種處理器架構(gòu)，并提供了C/C++編譯器、鏈接器、調(diào)試器和其他開(kāi)發(fā)工具，支持開(kāi)發(fā)人員在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上完成嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。 多核系統(tǒng)開(kāi)發(fā)調(diào)試是多核系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員面臨的挑戰(zhàn)之一。IAR Embedded Workbench集成開(kāi)發(fā)環(huán)境非常方便在一個(gè)workspace里面創(chuàng)建多核工程，提高多核系統(tǒng)開(kāi)發(fā)效率。同時(shí)，IAR還提供了功能強(qiáng)大的調(diào)試器，支持SMP和AMP多核調(diào)試，幫助開(kāi)發(fā)人員更高效地找到和解決多核系統(tǒng)中的潛在問(wèn)題。值得關(guān)注的是，IAR Embedded Workbench的多核調(diào)試不僅支持Arm + Arm和RISC-V + RISC-V的多核調(diào)試，還支持Arm + RISC-V的多核調(diào)試，這雖然在當(dāng)前市場(chǎng)尤其是在中國(guó)市場(chǎng)還比較少見(jiàn)，但是預(yù)計(jì)會(huì)變得越來(lái)越普及和重要。 多核嵌入式系統(tǒng)的軟件變得更加復(fù)雜，因而開(kāi)發(fā)人員更應(yīng)該大幅度提高對(duì)多核系統(tǒng)代碼質(zhì)量的關(guān)注度。IAR為此推出了對(duì)應(yīng)的代碼分析工具，包含靜態(tài)代碼分析工具C-STAT和動(dòng)態(tài)代碼分析工具C-RUN。在日常開(kāi)發(fā)過(guò)程中，使用IAR靜態(tài)代碼分析工具C-STAT和動(dòng)態(tài)代碼分析工具C-RUN可以幫助開(kāi)發(fā)人員盡早發(fā)現(xiàn)代碼中跟實(shí)現(xiàn)相關(guān)的潛在問(wèn)題，確保程序的穩(wěn)定性和性能，從而更好地保證代碼的質(zhì)量和性能。 總結(jié)與展望 嵌入式領(lǐng)域的智能化發(fā)展也將加快引入新質(zhì)生產(chǎn)力和新的架構(gòu)體系，這將帶來(lái)在汽車、工業(yè)、醫(yī)療和其他高端應(yīng)用的不斷創(chuàng)新，提高其產(chǎn)品性能、數(shù)據(jù)處理能力和智能化程度，為這些應(yīng)用市場(chǎng)帶來(lái)廣泛的機(jī)會(huì)和發(fā)展空間。企業(yè)也需要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，滿足消費(fèi)者日益增長(zhǎng)的需求。 作為積極擁抱創(chuàng)新的企業(yè)，IAR憑借豐富的經(jīng)驗(yàn)、先進(jìn)的技術(shù)和Arm/RISC-V等跨架構(gòu)的產(chǎn)品組合，為嵌入式領(lǐng)域提供了多種工具和解決方案，其產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外客戶長(zhǎng)期而廣泛的應(yīng)用中得到了充分驗(yàn)證。IAR將不斷優(yōu)化工具和解決方案，發(fā)揮其在多核嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)調(diào)試中的關(guān)鍵作用，攜手業(yè)界合作伙伴共同推動(dòng)多核系統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用模式的發(fā)展，為嵌入式系統(tǒng)打開(kāi)更加廣闊的高價(jià)值市場(chǎng)。 在中國(guó)市場(chǎng)上，IAR也將與合作伙伴和客戶攜手，共同推動(dòng)嵌入式多核系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。除了前期舉辦的《多核系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和調(diào)試》線上培訓(xùn)課（可以在IAR愛(ài)亞系統(tǒng)微信公眾號(hào)上找到回放），IAR還將舉辦和參與系列活動(dòng)和行業(yè)活動(dòng)，包括在即將于6月12日-14日在上海舉辦的第二屆上海國(guó)際嵌入式展（embedded world China）上，IAR愛(ài)亞系統(tǒng)除了再次展出全球領(lǐng)先的嵌入式開(kāi)發(fā)與嵌入式安全解決方案（展位號(hào)：638），IAR專家團(tuán)隊(duì)將與觀眾一起交流和深入探討包括多核系統(tǒng)等更多嵌入式技術(shù)與行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。 |
