Synopsys公司为下一代嵌入式数据和信号处理系统推出DesignWare ARC HS处理器

该批32位ARC HS34和HS36处理器是迄今为止性能最高的ARC处理器内核，在采用典型的28纳米(nm)硅工艺时，可提供高达2.2GHz 的速度和1.9 DMIPS/MHz的性能。新的HS处理器专门针对在完成高速数据和信号处理任务时的功率效率(DMIPS/mW)和面积效率(DMIPS/mm2)进行了优化。这种优化使它们非常适合于系统级芯片(SoC)中的嵌入式以及深度嵌入式处理器，这些SoC可用于诸如固态硬盘、连网设备、汽车控制器、媒体播放器、数字电视、机顶盒和家庭联网产品等。

“为了跟上数字电视市场中不断演讲的市场需求，我们的设计团队一直都承受着以更低的功耗和成本点来提供更高性能的压力，” Abilis Systems公司首席执行官Yves Mathys说道：“Synopsys的ARC HS处理器将使我们能够在自己的嵌入式设计中，将高性能和低功耗提升到一个新的水平，同时显著地缩小芯片面积。通过充分利用ARC的硬件和软件开发工具以及第三方的支持，也将帮助我们使设计计划步入正轨，这对我们推出新的数字媒体产品至关重要。”

亮点：

l DesignWare ARC HS34和HS36内核是一个全新的、基于扩展ARCv2架构的高速、低功耗处理器系列的首批成员。

l 全新32位内核提供超过4200DMIPS的性能，而功耗小于85毫瓦，同时在采用典型28纳米工艺时的硅片面积仅为0.15平方毫米。

l 高度可配置性使用户能够针对其特定嵌入式应用定制他们的内核，如连网设备、汽车、固态硬盘(SSD)和家庭网络等应用。

l 定制化指令可以让设计师把专有的硬件加速器集成到处理器之中，以优化整体系统性能并缩减内存的大小。

l 开放式架构支持内存紧耦合和直接映射的外设，使系统延迟降至最低并同时降低功耗和芯片面积。

l 由Synopsys和第三方合作伙伴提供的软件开发工具、操作系统和中间件组成了多样化的生态系统，加速了基于ARC系统的设计。

可扩展的性能

新的ARC HS处理器系列采用下一代ARCv2指令集架构(ISA)，它支持在非常微小的硅面积上以超低功耗来实现高性能的嵌入式和深度嵌入式设计。在采用典型的28纳米工艺来生产时，HS内核在小到0.15mm2的面积上,仅消耗低至0.025mW/MHz的功率。这些内核都带有一个高速的10级流水线处理，它支持乱序执行、最低的闲置处理器周期和最大化的指令吞吐量。

精密的分支预测和后段的ALU提高了指令处理的效率。为了加快数学函数的执行，ARC HS处理器为设计师提供了用以实现一个硬件整数除法、用于64位乘法的指令、累加乘法器(MAC)、向量加法和向量减法的可选项，以及一个可配置的、兼容IEEE754的浮点单元(单精度或者双精度或者两者同时)。与上一代ARC内核相比，这些基于ARCv2内核的代码密度提高了18%，同时降低了存储器的需求。HS处理器支持紧耦合的存储器以及指令和数据高速缓存(只限HS36)，并带有可加速数据传输的全新64位负载加倍/存储加倍和非一致性内存访问功能。可选择的纠错码(ECC)硬件可针对需要更高内存可靠性和保护级别的应用在处理器中为所有的存储器提供。

“当功率和晶体管预算都不是问题的时候，面向高性能设计处理器并不是难事。更大的困难在于设计既是小型化又要高效的处理器，不仅要为今天提供足够的性能，又要为将来的增长留有额外的余量，”Linley Group公司的首席分析师Linley Gwennap说道：“为了优化其面向嵌入式应用的ARC HS内核，Synopsys公司采用了一种更直接的方法，即通过采用一种异常灵活的CPU，在使用更少的晶体管以及更低功耗的同时提供高处理流量，而SoC设计师可以对该CPU实施多样化的定制。其强劲的功率效率和低成本硅面积占用将吸引许多嵌入式系统开发人员。”

可配置性和可扩展性

高度可配置的ARC HS处理器允许设计师去定制其SoC上内核的每个实例，以实现性能、功耗和面积的最佳平衡。用户可以定义到处理器流水线的指令扩展，因而支持对其自己的专有硬件加速器的集成，从而极大地提高了针对特定应用的性能，同时降低功耗和所需内存的数量。原生的ARM®AMBA®AXI™和AHB™标准接口可针对32位或64位事务进行配置，以优化系统的流通量。CPU在同一个周期内可直接访问系统级芯片(SoC)外设，从而将系统级延迟降到最低并实现最大化的硬件集成。HS34和H36内核通过整合功能来同时优化处理器和系统的性能效率，使设计人员能够创造出更大的产品差异化，同时降低成本。

强健的软件开发支持

这些新的HS内核得到了Synopsys MetaWare开发工具包的支持，它是在ARC处理器上完成嵌入式软件开发、调试和优化的完整解决方案。该套件包括一个用于生成高效代码的优化型编译器，一个面向最大软件可见度的调试器，以及一个用于硬件完成前软件开发的快速指令集模拟器(ISS)。一个100%周期精确的模拟器也可用于设计优化和验证。支持HS系列处理器的操作系统(OS)包括Synopsys的MQX RTOS，它是一个专为高确定性响应时间和内存效率进行优化的全功能实时操作系统。ARC Access项目合作伙伴提供了支持在ARC HS处理器上进行软件开发的第三方硬件和软件工具，包括由Ashling Microsystems 和Lauterbach提供的先进调试工具，以及Express Logic提供的广受欢迎的ThreadX RTOS。

“立足于每年超过13亿片的ARC芯片出货量，我们强烈地认识到每一代全新的电子设备都要求处理器去满足以更低功耗和更小面积实现更高性能的‘自相矛盾’的目标，而这正是ARC HS处理器系列可以提供的，”Synopsys公司IP和系统产品市场营销全球副总裁John Koeter说道：“ARC HS34和HS36内核代表了ARC产品组合所取得的一个重大进展，同时证实了Synopsys通过延伸ARC产品路线图，以满足设计师不断演讲的嵌入式需求的承诺。”

供货与资源

现已可提供DesignWare ARC HS34和ARC HS36处理器内核以及相关的开发工具。