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作者：IAR愛亞系統 隨著智能科技的飛速發展和廣泛應用，高性能嵌入式系統已經滲透到各個領域，從消費電子、智能家居、智能醫療到工業控制、汽車應用等，無處不在的嵌入式設備正改變著我們的工作和生活。然而，傳統單核系統的性能提升遇到瓶頸，無法滿足這些應用日益增長的需求。此外，邊緣智能也要求嵌入式系統實現架構性創新，以滿足其對性能、功耗、實時性和成本等方面的要求。在這些需求推動下，多核系統和產品應運而生，成為嵌入式系統發展的新趨勢。 多核系統是指在單顆芯片上集成多個處理器內核，每個內核能夠獨立地執行數據處理和控制任務，以提高系統的整體性能和滿足應用的特定需求。在多核系統中，不同的內核可以根據其特性和需求進行優化，以滿足不同的應用場景。例如，高性能內核專注于進行計算密集型任務，比如Arm Cortex-A系列內核，以滿足高性能需求；而高實時性內核則可以專注于控制密集型任務，比如Arm Cortex-R或Cortex-M系列內核，以滿足高實時性需求。 今天，端側設備或者用戶設備中的嵌入式系統不僅要面臨更加復雜的處理任務，還要能夠通過并行計算或特定運算模式，來提高運算效率和滿足特定場景的需求。例如，許多嵌入式系統需要高性能來完成圖像處理、模式識別、數據分析等任務，同時需要高實時性或者在確定時間內完成任務。多核系統可以在保證整體性能的同時，滿足各種復雜的應用需求。 多核系統的應用場景 目前，多核嵌入式系統的應用場景非常廣泛。例如我國已經連續15年成為全球最大的汽車產銷國，而汽車應用集成了大量的嵌入式系統，用于控制發動機、剎車、導航、娛樂系統等功能，其中的多核系統不僅能夠滿足這些功能單元對高性能、低功耗和實時性的要求，而且還通過鎖步等模式利用多核支持先進的安全功能。 多核系統可以在工業控制系統中并行處理多個和多種任務，如數據采集、數據處理、控制輸出等，從而提高生產效率、降低能耗和保證生產安全。在醫療設備中，多核系統能夠為復雜的信息處理提供高性能的計算能力，支持復雜的圖像處理、數據分析和實時控制等功能。嵌入式多核系統通過提高系統的實時性、系統安全性、多任務處理能力、精確性和可靠性，推動了嵌入式系統完成更復雜的任務和進入新興的智能化應用。 多核系統的分類和開發 由于應用和架構的差異性較大，因此用于嵌入式的多核系統可以采用多種分類方式，從硬件上可以分為同構多核和異構多核，從軟件上可以分為對稱多處理（SMP）和非對稱多處理（AMP）。不同的分類不僅代表了它們在嵌入式系統中的差異化技術，也說明了其針對應用場景所具有的特定優勢。今天，隨著RISC-V的廣泛興起，多核系統也帶來了新的可組合內核，使芯片設計和應用有了更多選擇。 相較于單核嵌入式系統，多核嵌入式系統在開發和調試等方面也更為復雜，開發人員也面臨著更多挑戰，因而需要借助一系列新的解決方案和工具，來支持開發人員更好、更快地完成開發并充分發揮多核嵌入式系統的優勢，例如來自全球領先的嵌入式系統開發工具和服務供應商IAR提供的功能強大的工具集，可以全面支持嵌入式多核系統的開發和調試。 從IAR近期開展的系列線上培訓來看，該公司不僅提供了全球領先的、可應用于多核系統開發和調試的系列產品，而且更重要的是幫助開發工程師們更全面地了解多核系統，并最終將應用場景與需求、架構與功能定義、IAR工具的創新優勢和實用技巧全面地融合在一起，從而幫助客戶開發出領先業界的多核嵌入式系統，并幫助開發人員從容應對多核嵌入式系統帶來的挑戰。 作為全球領先的嵌入式系統開發工具和服務供應商，IAR為開發人員提供了一個功能強大的集成開發環境IAR Embedded Workbench，它支持Arm、RISC-V等多種處理器架構，并提供了C/C++編譯器、鏈接器、調試器和其他開發工具，支持開發人員在一個統一的平臺上完成嵌入式系統的開發。 多核系統開發調試是多核系統開發人員面臨的挑戰之一。IAR Embedded Workbench集成開發環境非常方便在一個workspace里面創建多核工程，提高多核系統開發效率。同時，IAR還提供了功能強大的調試器，支持SMP和AMP多核調試，幫助開發人員更高效地找到和解決多核系統中的潛在問題。值得關注的是，IAR Embedded Workbench的多核調試不僅支持Arm + Arm和RISC-V + RISC-V的多核調試，還支持Arm + RISC-V的多核調試，這雖然在當前市場尤其是在中國市場還比較少見，但是預計會變得越來越普及和重要。 多核嵌入式系統的軟件變得更加復雜，因而開發人員更應該大幅度提高對多核系統代碼質量的關注度。IAR為此推出了對應的代碼分析工具，包含靜態代碼分析工具C-STAT和動態代碼分析工具C-RUN。在日常開發過程中，使用IAR靜態代碼分析工具C-STAT和動態代碼分析工具C-RUN可以幫助開發人員盡早發現代碼中跟實現相關的潛在問題，確保程序的穩定性和性能，從而更好地保證代碼的質量和性能。 總結與展望 嵌入式領域的智能化發展也將加快引入新質生產力和新的架構體系，這將帶來在汽車、工業、醫療和其他高端應用的不斷創新，提高其產品性能、數據處理能力和智能化程度，為這些應用市場帶來廣泛的機會和發展空間。企業也需要加強技術創新和產業升級，滿足消費者日益增長的需求。 作為積極擁抱創新的企業，IAR憑借豐富的經驗、先進的技術和Arm/RISC-V等跨架構的產品組合，為嵌入式領域提供了多種工具和解決方案，其產品在國內外客戶長期而廣泛的應用中得到了充分驗證。IAR將不斷優化工具和解決方案，發揮其在多核嵌入式系統開發調試中的關鍵作用，攜手業界合作伙伴共同推動多核系統技術和應用模式的發展，為嵌入式系統打開更加廣闊的高價值市場。 在中國市場上，IAR也將與合作伙伴和客戶攜手，共同推動嵌入式多核系統的開發和應用。除了前期舉辦的《多核系統開發和調試》線上培訓課（可以在IAR愛亞系統微信公眾號上找到回放），IAR還將舉辦和參與系列活動和行業活動，包括在即將于6月12日-14日在上海舉辦的第二屆上海國際嵌入式展（embedded world China）上，IAR愛亞系統除了再次展出全球領先的嵌入式開發與嵌入式安全解決方案（展位號：638），IAR專家團隊將與觀眾一起交流和深入探討包括多核系統等更多嵌入式技術與行業發展趨勢。 |
