XMOS - převratná architektura procesorů pro všeobecné použití

Ing. Jan Fischer, 21. Září 2009 - 0:00

Společnost XMOS příchází na trh s převratnou architekturou procesorů řízených událostmi, které jsou schopny pracovat v konfiguraci až 4 jader na jediném čipu a zpracovat až 32 vláken. Snadné použití, rychlý vývoj a vysoký výkon - to jsou požadavky, které v současné době návrháři vyžadují. Již není potřeba platit zdlouhavý vývoj při použití nové architektury. Použití procesorů XMOS je snadné a vývojové nástroje zdarma.

Architektura procesorů XMOS:

Architekturu procesorů tvoří kombinace několika jader, tzv. xCore, na jediném čipu. Každé toto jádro je určeno pro všeobecné použití (ve smyslu zpracování standardních jazyků, jako je např. C a C++) a obsahuje vlastní paměť i I/O rozhraní. Navíc lze využít přímou podporu více vláknového zpracování dat (multi-threading).

Vysoce výkonný přepínač uvnitř čipu umožňuje komunikaci mezi jádry a vnitřní propojení je uskutečněno tak, že lze snadno sestavit systém i z více čipů. Každé vlákno pak může komunikovat s kterýmkoliv jiným vláknem v systému s použitím jednocyklových instrukcí. Systémový přepínač může efektivně pracovat s krátkými pakety nebo streamovanými daty.

Architektura XMOS přináší snadné využití softwaru pro práci s mnoha funkcemi, které jsou běžně implementovány hardwarově, např. rozhraní nebo I/O kontroléry. Vstupní i výstupní operace lze časovat lokálním zdrojem hodinového signálu nebo externími hodinami. Celá architektura umožňuje jednak zpracování více vláken (multi-thread) a také řízení událostmi (event-driven). Vlákna mohou být použita pro definici nezávislých úloh; mechanizmus pro řízení událostmi pak poskytne rychlé a předvídatelné zpracování více signálů.

Systém je navržen tak, aby podporoval všechny druhy programovacích jazyků, jako např. C a C++. Velkou výhodou je rozšíření standardní instrukční sady o další knihovny a také možnosti využití assembleru.

Dostupné procesory:

XS1-L1

1 jádro xCore
400MIPS
až 8 vláken
64kB RAM, 8kB OTP
pouzdro LQFP64, 36 I/O bran

XS1-G2

2 jádra xCore
800MIPS
až 16 vláken
128kB SRAM, OTP PROM
44 I/O bran, 4 linky

XS1-G4

4 jádra xCore
1600MIPS
256kB SRAM
OTP PROM
256 I/O bran, 16 linků

Vývojové nástroje

Společnost XMOS využívá plně otevřených vývojových nástrojů, které podporují OS Windows, Linux i Mac. Na webových stránkách je ke stažení vývojové prostředí, kompiler, GNU debugger, simulator.
Navíc jsou k dispozici příklady aplikací jednak ve formě modulu, programu, či kompletního referenčního návrhu.

V neposlední řadě nabízí společnost XMOS vývojové referenční kity pro řízení RGB LED panelů, AVB systémy a samozřejmě také vývojový kit pro samotný procesor.