ARC处理器：嵌入式新利器 性能功耗完美体

由于嵌入式系统设计日益复杂且对运算效能的要求大幅提高，为全方位满足客户对执行效率、面积、功耗的高要求，新思科技公司日前发布其全新DesignWare ARC HS处理器，具有高度的可配置性、延展性，能提供丰富的设计弹性，同时能够提供超过4200DMIPS的性能，而功耗小于85毫瓦，堪称高阶嵌入式系统开发的设计新利器。

据悉，新思科技此次推出的32位ARC HS34和HS36处理器是基于扩展ARCv2架构的高速、低功耗处理器系列的首批成员、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。即使是延用上一代制造工艺，不管是在主打高效能优势的40纳米泛用型制程(40G)还是主打低耗电量优势的40纳米低耗电制程(40LP)下ARC HS亦有不俗表现。

应对效能新需求

新思科技亚太区解决方案事业群应用工程经理刘庭墉先生介绍到，现阶段嵌入式系统对处理器性能、功耗管理提出新的要求，兼具高效能与低功耗，同时富有极大的设计弹性的处理器才能够顺应设计需求，32位ARC HS34和HS36处理器能够同时满足上述要求，而且兼顾产品面积，在采用典型28纳米工艺时的硅片面积仅为0.15平方毫米，这使得HS处理器能够在未来的便携式智能设备上大有可为。另外，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。

图1：新思科技亚太区解决方案事业群应用工程经理刘庭墉先生

现在，ARC系列处理器已经在嵌入式IP市场占据19%的份额，应用方面，在SSD存储领域占有巨大的市场份额。另外，据研究机构Linley Group的资料表明，在相同的功耗下，ARC HS34的效能表现约是ARM Cortex-R5及MIPS InterAptiv的三倍，这种强大的优势能够有效满足嵌入式系统对处理器效能愈来愈严苛的要求，将有助新思科技ARC架构进一步扩大在嵌入式系统市场的占有率。

                                                                                                                                   图2：28 HPM制程工艺下的性能比较

新思科技资深应用工程师王伟先生亦指出，ARC HS处理器支持乱时序执行，能够最大限度的减少指令间的依赖(如数据依赖等)对处理器性能的影响，可以使处理器中的执行单元尽量少的处在等待状态，大大提高了处理器的运行效率。

图3：新思科技资深应用工程师王伟先生

ARC HS 处理器在提升高数据吞吐量和降低系统延迟方面也有很多优势，首先ARC HS 处理器支持64位的数据load/store 指令，相较于仅支持32位数据load/store的处理器，会大幅提高数据吞吐量。其次，ARC HS处理器还支持自定义指令和自定义IO，允许客户在ARC HS 处理器上定义私有的IO总线，并交由自定义指令处理，这样也会大大提高数据吞吐量。

ARC HS 处理器在降低系统延迟方面的优化：

1、支持close couple memory(CCM)，允许ARC处理器在一个周期内就访问到CCM中的数据和指令;

2、支持direct mapping of peripherals，允许ARC处理器直接访问到外设;

3、支持Fast interrupt and context switch，提高系统的实时响应能力;

4、支持自定义指令和自定义IO，允许客户将自己的硬件模块，外设，甚至协处理器直接与ARC处理器紧密耦合(可以不通过系统总线来连接)，可大幅提高系统效率减小延迟。

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，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。在最低成本下就能够设计具备最高性能的产品，在众多领域应用广泛。

图4：ARC处理器系列的定位与应用领域

ARC HS处理器将使我们能够在嵌入式设计中，将高性能和低功耗整合成一个完美体，同时显著地缩小芯片面积，实现性能、功耗和面积的最佳平衡。这不仅仅是提高CPU的效能，更能够优化整个嵌入式系统的表现，满足高阶嵌入式系统开发设计的新需求。

构建完善生态链

新的产业环境变化随之而来的是客户新需求的不断增加，为全方位满足客户，新思科技一直致力于构建完善的生态系统，在这方面可谓不遗余力。不仅仅授权客户处理器核心，而是从设计、除错到模拟等过程，给予客户全面的工具支援，而且新思科技在软体开发工具、中介软体、作业系统的部署上，亦建立了完整的生态系统，能够提供客户一整套完善的解决方案。

新思非常看好中国大陆市场，为了给中国客户提供本土化的技术支持 已在武汉成立了几十人的技术开发支持团队，能够提供强大的技术支持服务。

而且新思科技一直在加强与合作伙伴的合作，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。由新思科技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。

新思为帮助工程师应对设计、验证、系统和制造中的各种挑战，提供了软件、IP等一系列完善的支持和服务，积极构建一个设计生态圈。