Freescale представляет первые ARC на основе ARM QorIQ

Freescale Semiconductor анонсировала новую линейку готовых для Linux встроенных систем QorIQ на чипах на основе новой ARM-совместимой, независимой от ядра архитектуры Layerscape.
Первые три SoC QorIQ LS1 предлагают два ядра ARM Cortex-A7 с тактовой частотой до 1 ГГц и включают в себя модели с поддержкой работы по сети, дисплею и по стоимости с энергопотреблением 2-3 Вт.

Freescale объявила о планах предложить ARM-версии своих традиционно основанных на PowerPC SoC QorIQ еще в 2012 году. Теперь она предоставляет новые подробности о первом раунде - QorIQ LS1 - который начнет выборку в первом квартале 2014 года. Общей тенденции от PowerPC к сетевым процессорам на основе ARM .
Новые сетевые и серверные SoC ARM включают AppliedMicro X Gene, Cavium Project Thunder и недавно анонсированную, но еще не названную платформу ARM Broadcom.
В то время как все они являются высокопроизводительными 64-разрядными SoC ARMv8, QorIQ LS1 рассчитан на скромную 32-разрядную платформу Cortex-A7 и предназначен для шлюзов более низкого уровня и периферийного оборудования сети, такого как Internet of Things (IoT) ) шлюзы.

Неясно, используют ли SoC те же 28-нм технологии, что и новейшие SoC QorIQ на базе PowerPC, такие как 12-ядерный 1,8-ГГц QorIQ T4240 .
Freescale заявляет, что не отказалась от PowerPC, и «независимая от ядра» архитектура Layerscape, которая дебютирует в ARM на основе QorIQ LS1, также будет применяться к будущим SoC на основе PowerPC на основе QorIQ LSx.

Существует некоторое совпадение с существующей линией Freescale SoC на основе ARM i.MX, такой как i.MX6, которая иногда используется в промышленных и сетевых приложениях .
Тем не менее, SoC i.MX предлагают более широкие мультимедийные функции и чаще предназначены для бытовой электроники и мобильных устройств, а не для QorIQ LS1: безвентиляторные встраиваемые устройства, встречающиеся на заводах и в сетевых центрах.

Layerscape подключается к QorIQ

Архитектура Layerscape объявлена ​​Freescale как «первая в отрасли программно-ориентированная архитектура, не зависящая от ядра, обеспечивающая беспрецедентную эффективность и масштабируемость». Разработанная для обеспечения сетей следующего поколения с производительностью до 100 Гбит / с и улучшенной обработкой пакетов, Layerscape предлагает стандартная открытая модель программирования, а также «программно-ориентированная» архитектура, обеспечивающая гибкое «мягкое» управление сетью в режиме реального времени.
На практическом уровне технология предлагает уровень совместимости между процессорами LS1, предлагая общий ISA, а также виртуализацию и когерентность кеша среди различных устройств QorIQ LS1.


Не зависящая от ядра архитектура QorIQ Layerscape от Freescale

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Как показано на приведенной выше схеме, Layerscape связывает процессоры, кэши и память через связное соединение на уровне обработки, который расположен на уровне ускоренной обработки пакетов (APPL) с сопроцессорами для обеспечения безопасности, балансировки нагрузки, сопоставления с образцом и других сетей. задачи.
Он расположен на уровне Express Packet I / O Layer (EPIL), который поддерживает до 100GbE Ethernet, RapidIO, SerDes и PCI Express.

QorIQ LS1 SoC подробнее

Первые три SoC QorIQ LS1 - это ориентированный на сеть QorIQ LS1020A, промышленный LS1021A с поддержкой ЖК-дисплея и ЖК-дисплеем и оптимизированный по стоимости LS1022A.
Все три построены на базе двух ядер ARM Cortex-A7 с тактовой частотой до 1 ГГц, за исключением LS1022A, который работает на частоте 600 МГц.
Говорят, что предварительные кремниевые тесты CoreMark демонстрируют производительность более 6000 человек.
Утверждается, что типичное энергопотребление SoC 19 x 19 мм составляет менее 3 Вт, а в случае LS1022A - менее 2 Вт.


Блок-схемы: LS1020A, LS1021A и LS1022A

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

SoC QorIQ LS1 оснащены 512 КБ кэш-памяти L2, а также 32 КБ кэша инструкций и данных на ядро ​​и 128 КБ SRAM.
По словам Freescale, процессоры предлагают поддержку операций с плавающей запятой двойной точности и NEON SIMD, а также улучшенную технологию обнаружения ошибок в одном бите и коррекции ECC.

Контроллер памяти поддерживает оперативную память DDR3L с частотой до 1600 МГц, и все, кроме LS1022A, также поддерживают оперативную память DDR4 .
Считается, что DDR4 поступит в продажу в следующем году. Он быстрее и энергоэффективнее, а также обеспечивает большую совместимость с 3D-графикой.

Другие основные различия между SoC включают в себя поддержку USB 3.0 и ускорение безопасности SEC 5.4 на всех, кроме LS1022A.
LS1021A, тем временем, является единственной моделью, которая предлагает контроллер LCD, что делает его идеальным для промышленного оборудования HMI.
LS1020A позиционируется как продукт сетевого шлюза, а LS1022A предназначен для «чувствительных к энергопотреблению промышленных приложений», говорит Freescale.

Сеть не очень подходит для LS1022A, поскольку она может поддерживать только одну полосу SerDes вместо четырех полос на двух других моделях.
По словам чипмейкера, четырехполосный, 6-ГГц, многопротокольный интерфейс SerDes поддерживает до 3-х гигабитных портов Ethernet, два PCI-2.0-управляемых DMA-соединения, управляемых DMA, и один порт SATA 3.0 одновременно.

Поддержка периферийных устройств и межкомпонентных соединений для SoC QorIQ LS1 включает в себя:

  • Когерентное межсоединение ARM Cache (CCI400)
  • ARM AMBA4 MPCore виртуализация
  • Встроенный 16-битный контроллер вспышки
  • QuadSPI флэш-контроллер
  • ЖК-контроллер (только LS1020A)
  • Контроллер суперскорости USB 3.0 со встроенным PHY, поддержкой режимов OTG, хоста и устройства (только LS1020A и LS1021A)
  • Контроллер USB 2.0 с поддержкой режимов OTG, хоста и устройства
  • Контроллер SD / MMC
  • Контроллер SATA3 с поддержкой 6G / tps
  • 3x I2C
  • 4x CAN
  • 2x SPI
  • 10x UART

Процессоры QorIQ LS1 поддерживаются оценочными наборами, которые включают пакет поддержки плат на базе Linux 3.12 (BSP) и оптимизированные драйверы.
Комплект также поставляется с шестимесячной оценочной лицензией для инструментов разработки CodeWarrior от Freescale.
Похоже, что сетевое программное обеспечение VortiQa от Freescale является дополнительным вариантом.
Семейство QorIQ LS1 также поддерживается платформой разработки аппаратного обеспечения Freescale Tower System, которая предлагает встроенный встроенный датчик отладки.

Отзывы были предоставлены Mentor Graphics, которая будет поддерживать платформу с ее платформой разработки Mentor Embedded Linux , а также ее инструменты Nucleus.
Wind River объявила о поддержке, но только для своей платформы VxWorks, а не Wind River Linux.
Enea не упомянула, будет ли ее поддержка включать Enea Linux или только ее платформы OSE.

«Серия Freescale QorIQ LS1 является впечатляющим примером того, как дизайн IP и SoC для конкретного приложения может сочетаться с технологией ARM для создания гибкого и интегрированного продукта», - заявила Чарлин Марини, вице-президент по маркетингу встраиваемых сегментов, ARM.

Процессоры QorIQ LS1 начнут производить выборку в первом квартале 2014 года. Дополнительную информацию можно найти на страницах продуктов Freescale QorIQ LS1020A и LS1022A и странице продуктов QorIQ LS1021A .