飞思卡尔推出QorIQ LS1多核系列 轻松驾驭物联网

飞思卡尔推出QorIQ LS1多核系列 轻松驾驭物联网

         数以亿计的智能连接组成的物联网遍布社会各个方面，无论从事哪一行，只有搭上物联网的顺风车，才能在物联网真正崛起的时候有所建树。根据最近《经济学家》的信息部门发布的一份报告，对来自世界各地19个不同行业的779名资深商界领袖进行了调查，报告指出约有75%的公司在探索或已经使用了与物联网有关的产品或服务。

       如今，物联网时代悄悄来临，开始走进我们的生活，其在消费电子、工业、能源、交通和医疗健康等领域真正落地生根，这背后是无数与物联网相关的技术的创新和成熟应用。在集成电路领域，特别是与物联网密切相关的通信处理器领域，创新从未停止，飞思卡尔半导体（Freescale）全新QorIQ LS1多核系列处理器就是一个很好的例子，其旨在支持广泛的功耗敏感型网络应用，包括物联网网关、工业自动化和控制设备等。

       多技术融合 

       QorIQ LS1系列是一个灵活的集成产品，基于软件感知架构Layerscape，将特定应用IP和SoC设计与ARM技术相结合，将先进的节能和智能融入全球数据网络。全新QorIQ LS1系列处理器拥有两个可靠性经优化的ARM Cortex-A7内核。Cortex-A7处理器是ARM目前开发的最有效的应用处理器，其体系结构和功能集与Cortex-A15处理器完全相同，不同之处在于，Cortex-A7处理器的微体系结构侧重于提供最佳能效，因此能提供超低功耗。高效的内核通常用于智能手机等电池应用，其检错和纠错技术已得到增强。飞思卡尔的芯片分析表明，双核Cortex-A7在1 GHz时，整个SoC的典型功率低于3 W（LS1022A处理器的功耗通常小于2 W），其性能达到Coremark 6000分。除了出色的功效外，QorIQ LS1系列处理器在低于3 W的功率范围中达到了前所未有的集成水平，从而在市场上独领风骚。

      LS1系列结合优化的外设，特别适合无风扇的嵌入式应用，其对所有SRAM进行ECC保护以实现最大的可靠性，支持DDR3L及DDR4内存，并具有虚拟化支持和QUICC引擎技术，带集成PHY的SATA3与USB 3.0，所有这些全部封装到一个19 mm×19 mm的小型SoC中。需要强调的是，LS1系列集成了LCD控制器和工业接口，这对于新的多协议工业平台是极具吸引力的选择。QorIQ LS1020A内部结构图如图1所示。

 

图1 QorIQ LS1020A内部结构图

         与核无关的软件感知架构 

       在各个领域的嵌入式系统设计中，最繁琐和费时的不是硬件平台的设计而是软件设计，往往要花70%的资源和时间在软件上。实现代码效率和开发效率之间的平衡，性能与灵活性、易用性之间的平衡，成为嵌入式处理器供应商之间争相竞逐的领域，这正是软件感知架构Layerscape至关重要的原因所在。Layerscape是一个以软件和编程能力为主的方法，也是一个与核无关的架构，既可以用Power Architecture也可以用ARM。它可以帮助工程师通过性能优化的代码和软件，充分利用和轻松挖掘架构能力，其也被誉为下一代QorIQ平台的基础。

        Layerscape的架构如图2所示，其采用逻辑方式被划分为通用式处理层（GPPL）、加速包处理层（APPL）和快递包I/O层（EPIL）3个层次。其中，通用式处理层包括任意类型的处理器（同时支持Power Architecture或ARM内核）；加速包处理层包含包处理单元，如硬件加速器、可编程引擎或者两者的组合；快递包I/O层提供支持L2+交换功能的所有网络接口之间真正具有决定性的线速性能，并且包含芯片的网络数据接口，如Gb以太网，Interlaken、RapidIO和PCI Express等。Layerscape架构能将开发团队最为重要和最具价值的方面保留下来：即独具特色的软件。这不仅可以降低研发投资成本，还能加速上市时间，并具有很好的灵活性。

 

图2 Layerscape架构图

         引脚和软件兼容的LS1系列定位于必须要安全、智能和高效运行而不牺牲性能的应用，包括3款产品：（1）高度集成的QorIQ LS1020A处理器，是企业和消费者无风扇网络应用的理想选择，如企业接入点、多协议物联网网关和安全设备。（2）QorIQ LS1021A处理器，加上集成的显示控制器和工业接口，用于工厂/楼宇自动化、M2M、印刷和国防/航空航天应用。（3）成本优化的QorIQ LS1022A处理器，为性能高度可靠、功耗最敏感的工业应用提供非常高效的功率包络。

        当前处理器正向多核芯片设计发展（包含同构和异构），以获得性能最大化，并且让功耗最小化，此外还要让软件开发变得高效、可维护、灵巧、快速和相对简洁。飞思卡尔QorIQ LS1多核系列处理器满足以上所有要求，它正在等着你的驾驭。