隨著最終產(chǎn)品功能的提高，對(duì)多核處理器提供的更高處理能力、更低成本和強(qiáng)大的功率性能的需求也在不斷增長(zhǎng)。

多核的故事實(shí)際上是關(guān)于系統(tǒng)集成的。內(nèi)核數(shù)量的增加反映在外圍設(shè)備、總線結(jié)構(gòu)和多級(jí)存儲(chǔ)器集成度的提高上。一般來說，多核處理器根據(jù)其架構(gòu)分為兩類：同構(gòu)多核處理器和異構(gòu)多核處理器。

同質(zhì)多核處理器具有兩個(gè)或多個(gè)相同的可編程內(nèi)核，它們共享外圍設(shè)備和內(nèi)存。異構(gòu)處理器具有多個(gè)獨(dú)特的處理元素，每個(gè)元素都針對(duì)特定功能量身定制，并且每個(gè)內(nèi)核可能只能選擇性地訪問外圍設(shè)備和內(nèi)存。這兩種類型的多核處理器都產(chǎn)生了巨大的潛在性能提升。架構(gòu)師可以根據(jù)最終應(yīng)用的需求定制設(shè)計(jì)，并在性能、靈活性和功耗之間取得平衡。

使用同構(gòu)或異構(gòu)多核系統(tǒng)的開發(fā)人員通常會(huì)面臨兩類問題：同步和時(shí)序以及理解性能。

多核設(shè)備中的每個(gè)處理元件都執(zhí)行設(shè)備功能的一部分。再加上改進(jìn)的編碼、打包和集成實(shí)踐，同步運(yùn)行、步進(jìn)和暫停等傳統(tǒng)調(diào)試技術(shù)在多核系統(tǒng)中非常有效。然而，當(dāng)線程交互時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)與時(shí)間或同步相關(guān)的問題。

多核設(shè)備在處理元素之間總是存在依賴關(guān)系。很多時(shí)候，一個(gè)處理元素必須等待另一個(gè)處理元素的結(jié)果，如果它們不同步，兩個(gè)線程之間的切換將不正確或效率低下。但是，可能會(huì)導(dǎo)致更微妙的問題。例如，在面向幀的處理方案中，一個(gè)新的幀可能會(huì)因?yàn)樘幚頉]有及時(shí)完成而丟失。雖然這可能不會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用程序崩潰，但它可能會(huì)降低應(yīng)用程序處理結(jié)果的質(zhì)量。這些問題很難隔離，因?yàn)樗鼈兪莾?nèi)核、總線結(jié)構(gòu)和共享外設(shè)相互作用的結(jié)果。深入了解處理元件和外設(shè)之間關(guān)系的芯片級(jí)工具是優(yōu)化和調(diào)試多核系統(tǒng)的關(guān)鍵（參見圖 1）。

圖 1：異構(gòu)多核系統(tǒng)監(jiān)控信號(hào)處理子系統(tǒng)的視頻流量。

在嵌入式系統(tǒng)中，停滯的處理元件不僅會(huì)降低性能，還會(huì)影響功耗。為了最大限度地提高性能并降低功耗，開發(fā)人員必須盡量減少每個(gè)處理元件在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒時(shí)的等待時(shí)間。當(dāng)空閑時(shí)，可以關(guān)閉處理元件。

元素級(jí)別的性能對(duì)于理解如何在多核設(shè)備的內(nèi)核之間劃分線程至關(guān)重要。在關(guān)鍵接口處測(cè)量的性能進(jìn)一步幫助開發(fā)人員識(shí)別系統(tǒng)瓶頸。這將有助于確定是否可以采取更多措施來優(yōu)化內(nèi)核、總線結(jié)構(gòu)和外圍設(shè)備的使用。有了這些知識(shí)，降低功耗的機(jī)會(huì)就變得顯而易見了。

優(yōu)化多核設(shè)備將是未來開發(fā)人員面臨的最大挑戰(zhàn)之一。展示多核設(shè)備巨大處理潛力的能力需要深入了解處理元件和外圍設(shè)備之間的同步和時(shí)序，以及了解處理元件和關(guān)鍵接口的性能。新的多核處理器還需要強(qiáng)大的芯片級(jí)工具，讓開發(fā)人員能夠利用其潛在性能。

審核編輯：郭婷