Мультикор что это такое
Новая отечественная открытая платформа проектирования систем на кристалле (SoC) «МУЛЬТИКОР» разработана в ГУП НПЦ «ЭЛВИС» и предназначена для проектирования широкого спектра сверхбольших интегральных микросхем (СБИС) как систем на кристалле для коммерческих, военных и космических применений, различающихся по вычислительной мощности, стоимости и функциональным возможностям. Шестимесячный маршрут проектирования платформы «МУЛЬТИКОР» и библиотеки процессорных ядер собственной разработки позволят только в 2003 году спроектировать и изготовить до четырёх новых отечественных однокристальных двухпроцессорных чипов мирового уровня, объединяющих на одном кристалле кремния стандартный MIPS-совместимый контроллёр и процессор цифровой обработки сигналов с фиксированной или плавающей точкой. В статье анализируются основные принципы, положенные в основу создания конкурентной отечественной платформы проектирования СБИС и её перспективы.
Государственное унитарное предприятие научнопроизводственный центр «Электронные вычислительно-информационные системы» (ГУП НПЦ «ЭЛВИС») создано в марте 1991 года на базе структурного подразделения НПО «ЭЛАС» (Зеленоград), проводившего в 1960 –80 годах передовые разработки в области космической электронной техники.
«Ничего импортного в космосе, только собственные отечественные разработки» — это был основной девиз всех проводимых в космическом НПО, возглавляемом академиком Геннадием Яковлевичем Гуськовым, электронных и космических разработок того времени.
Среди разработок, в которых принимали участие специалисты «ЭЛВИС», — система правительственной связи «Сургут», системы космического мониторинга Земли, управляющие системы для множества спутников, в том числе и для станции «Мир».
Мало кто знает, что первый в СССР КМОП-микропроцессор — итог сверхсекретных разработок того времени, был создан в 1974 году при участии специалистов, работающих в «ЭЛВИС» и по сей день.
Успешно выполненные тогда сотрудниками ГУП НПЦ «ЭЛВИС» проекты охватывали целый спектр направлений: от разработки собственных САПР до полностью законченных аппаратно-программных бортовых систем управления и обработки информации космического базирования серий «Салют», в частности функционировавших на борту станции «Мир ».
За разработки в области космической электроники (до 200 успешно реализованных проектов уникальных и первых в СССР КМОП СБИС, а также аппаратно-программные бортовые системы управления и обработки информации на их основе) трое специалистов «ЭЛВИС » удостоены звания «Заслуженный конструктор РФ », семь человек имеют правительственные награды.
Почему-то в последнее время не очень принято говорить о корнях тех достижений, которыми может гордиться тот или иной отечественный центр микроэлектронного проектирования. Но тогда и трудно понять основы той или иной научной или технической концепции, на базе которой формируются многие современные отечественные направления развития микроэлектронной техники. Оценить, являются ли эти направления результатом переосмысления зарубежных микропроцессорных архитектур или базируются на собственном многолетнем опыте с учетом современных тенденций. Важно это понимать с позиции преимуществ или концептуальных недостатков тех или иных немногочисленных отечественных подходов к разработке современных СБИС, особенно для сложных наукоемких решений, таких, как системы на кристалле.
Архитектурные исследования и чиповые реализации в области стековых машин, разработанные методы построения отказоустойчивых и высоконадежных космических комплексов на их основе, которые должны были безотказно работать на космическом борту десятилетиями, — вот основной фундамент созданной в течение десятилетий в «ЭЛВИС » микропроцессорной школы, вершиной которой сегодня являются маршруты проектирования и архитектурные решения интегральных микросхем серии «МУЛЬТИКОР ».
Многолетний творческий альянс специалистов «ЭЛВИС » с ведущими учеными ИРЭ РАН из бывшей лаборатории академика Владимира Александровича Котельникова позволил создать современную уникальную IP-ядерную (IP — Intellectual Property reused cores) отечественную платформу проектирования систем на кристалле «МУЛЬТИКОР » как сплав достижений двух научных школ: микропроцессорной школы «ЭЛВИС » и школы цифровой обработки сигналов ИРЭ РАН.
Российские ученые из ИРЭ РАН, среди которых лауреаты Ленинской и Государственной премии СССР, смогли поднять в 1981 –1983 годах отечественную школу цифровой обработки сигналов на небывалую вершину, выполнив на 10 лет раньше США локацию северного полушария Венеры с помощью космических станций «Венера-15» и «Венера-16», а также последующий синтез ее карты на базе собственных методов обработки сигналов и изображений.
Новая открытая отечественная платформа проектирования SoC «IOEUOEEI.»
Подобными технологиями в мире обладает лишь несколько крупнейших электронных компаний: Texas Instruments, ADI, Motorola, Philips и т.д. Технологии обычно не продаются и не распространяются на микроэлектронном рынке. Это просто не выгодно. Продаются интегральные микросхемы, разработанные с помощью технологии, а еще лучше — конечное устройство на основе такой микросхемы. К примеру, телефон нового поколения, телевизор с новыми качествами, практически любые микросистемы обработки информации как для оборонных, так и для гражданских применений. Страны, владеющие такими технологиями, определяют будущую мировую информационную систему.
Основная цель разработки отечественной платформы для SoC — это создание открытой отечественной технологии проектирования СБИС мирового класса не только по уровню достигаемых технических характеристик, но и обладающей возможностью сопряжения через стандартные интерфейсы, внутренние шины и форматы данных с другими такими же платформами или их компонентами от лучших мировых производителей.
«МУЛЬТИКОР» — это возможность при минимальных финансовых затратах и в кратчайшие сроки, за 1 –2 года, обеспечить отечественных проектировщиков аппаратуры конкурентоспособной и импортозамещающей элементной базой в области микроконтроллеров и процессоров обработки сигналов, оптимально решающей их собственную уникальную задачу.
Основные принципы, положенные в основу платформы: программируемость, масштабируемость архитектуры, удобство программирования с помощью системы инструментального ПО MCStudio, стандартные шины, форматы данных и интерфейсы, параметры производительности мирового уровня.
«МУЛЬТИКОР» включает библиотеки для отечественных и зарубежных фабрик, а также набор более чем из 30 стандартных цифровых и оригинальных IP-ядер (в виде «Soft Cores », «Hard Cores » и «FPGA-дизайнов»), объединяемых в SoC на основе стандартной системы внутренних шин AMBA, наиболее популярной в мире для SoC.
Библиотеки платформы постоянно пополняются за счет ядер, разрабатываемых потенциальными пользователями ИМС серий «МУЛЬТИКОР » и партнерами фирмы. Макробиблиотеки и библиотеки ядер разрабатываются таким образом, что они технологически совместимы с лучшими зарубежными электронными фабриками. Это допускает изготовление первых образцов ИМС за рубежом с последующим изготовлением в России.
Стандартный подход к построению SoC на базе шин АМВА позволяет разработчикам ИМС на базе платформы эффективно использовать, наряду с собственными библиотеками, также и ядра, предоставляемые для лицензирования ведущими зарубежными центрами проектирования.
Основополагающим подходом в такой стратегии проектирования является использование ранее разработанных и верифицированных функционально законченных блоков, которые извлекаются из базы системы проектирования и повторно используются для разработки ИМС. Такие повторно используемые блоки называются IP-ядрами. Платформа «МУЛЬТИКОР » полностью реализует именно IP-ядерную технологию проектирования.
Инструментальное программное обеспечение (ПО)(MultiCoreStudio — MCStudio) для ИМС, спроектированных на базе платформы, включая аппаратно-программные средства разработки, отладки и верификации программ: С-комплиляторы, ассемблерные средства программирования, программные симуляторы ядер и ИМС платформы, JTAG-отладчики, отладочные модули с FPGA-прототипами ядер, проектируемых SoC и т.д.
«МУЛЬТИКОР» — это несколько проектируемых серий ИМС мини-, миди-и максиконфигурации (МС_11/12/13/01/02 и др.) c фиксированной и плавающей точкой, принадлежащих к новому классу приборов, — цифровых сигнальных контроллеров (DSC), которые объединяют в одном кристалле RISC-ядро и цифровой процессор обработки сигналов (DSP-ядро).
Каждая из ИМС вышеуказанных серий содержит стандартное RISC-ядро (RISCorE_xx) из библиотеки ядер платформы, MIPS-совместимое по базовому набору операций, а также оригинальное ядро процессора цифровой обработки сигналов с фиксированной (нечетные серии) или с плавающей (четные серии ИМС) точкой.
В составе платформы «МУЛЬТИКОР » имеется 4 RISC-ядра, отличающихся своей функциональностью, три из которых архитектурно совместимы с ядром MIPS32 фирмы MIPS.
RISC-ядро осуществляет управление и контроль над потоками вводимой, выводимой и обрабатываемой в чипе информации, взаимодействует с внешними по отношению к ИМС устройствами и управляет ими посредством специальных системных блоков и интерфейсов.
Ядро DSP-акселератора — оригинальное масштабируемое по потокам и форматам данных DSP-ядро с фиксированной или плавающей точкой, которое выполняет в ИМС высокоскоростную обработку информации (сигналов, изображений, управляющей информации и т.д.).
Следует отметить, что разделение по классам DSP-ядер на ядра с фиксированной или плавающей точкой носит условный характер. Так ядро ELcore_11xx успешно выполняет обработку данных в плавающих форматах 16E16 и 32E16, а ядро ELcore_12xx успешно справляется и с обработкой данных в плавающих форматах (24E8, стандарт IEEE754 или 32E16), и с 16/32-разрядными данными в фиксированном формате.
Заметим также, что архитектура DSP-ядер серии «МУЛЬТИКОР» (ELcore_11/12/13/14xx) масштабируется в 4 раза от варианта «мини » (SISD) до «миди » (2 или 4SIMD —S ingle I nstructions M ultiple D ata — один поток команд и множественный поток данных).
В сигнальных контроллерах с плавающей точкой серий МС_02xx используется 4SIMD — распараллеленная конфигурация потоков данных с плавающей точкой, которая может быть реконфигурирована как MIMD (Multiple Instructions Multiple Data) для двух ядер по 2SIMD ELcore_12xx.
При этом ИМС поддерживает выполнение в одном цикле синхронизации до 12 команд с плавающей точкой (Single, IEEE754) типа умножения и сложения-вычитания, либо 4 одновременно выполняемых MAC-процедуры в одном такте синхронизации.
Кроме того, SoC серии «МУЛЬТИКОР » (к примеру,в конфигурациях «макси») допускают использование нескольких DSP-ядер в составе СБИС, c двух-или четырехкратным SIMD-расширением каждое, что обеспечивает еще более мощную и гибкую уже MIMD-архитектуру, дополненную специализированными ядрами.
В качестве примера аналогичного использования MIMD-архитектуры можно привести использование конфигурации по формуле «RISC +DSP1 +DSP2 +special DSP » в ряде зарубежных коммуникационных ИМС для 3-го поколения связи 3G.
В составе ИМС ядра развивают пиковую производительность до 20 миллиардов байтных операций в cекунду для данных, представленных в формате с фиксированной точкой (четырехядерная макси-конфигурация на базе ядра ELcore_13 ), и равную нескольким миллиардам операций с плавающей точкой (миди-и макси-конфигурации на базе ядра ELcore_12 ).
ИМС серии «МУЛЬТИКОР» — это однокристальные двухпроцессорные цифровые сигнальные контроллеры. Эта их особенность позволяет при значительно меньших проектных затратах строить максимально эффективные системы, обрабатывающие не только потоки сигналов и изображений, но и осуществляющие дополнительно функции управления информационными потоками.
В следующих номерах журнала будет дана краткая информация обо всех сериях ИМС «МУЛЬТИКОР », для которых в этом году планируется запуск в изготовление тестовых кристаллов.
*К примеру, в ИМС серии «МУЛЬТИКОР » используются стандартные внешние интерфейсы: стандартный системный порт PCI (Local Bus Specification rev.2.0), порт UART, SHARC-совместимые линки и последовательные порты (фирмы ADI), стандартная внутренняя шина для построения системы на кристалле (SoC) типа AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture Specification, rev 2.0), диагностический и отладочный порт JTAG (стандарт IEEE 1149.1-1990), стандарт представления данных в формате с плавающей точкой (IEEE754) и т.д.
Таблица. DSP ядра ELcore_11/12/13/14xx платформы «МУЛЬТИКОР»
| Тип DSP ядра | Краткое описание используемого в ИМС DSP ядра |
| ELcore_11xx | Программируемое масштабируемое DSP ядро сопроцессора акселератора c фиксированной точкой минимальной вычислительной мощности и SISD – архитектурой |
| ELcore_11_2x | 2SIMD – расширение ядра ELcore__11xx |
| ELcore_11_4x | 4SIMD – расширение ядра ELcore__11xx |
| ELcore_12xx | Программируемое масштабируемое DSP ядро сопроцессора акселератора c плавающей точкой минимальной вычислительной мощности и SISD – архитектурой |
| ELcore_12_2x | 2SIMD – расширение ядра ELcore__12xx |
| ELcore_12_4x | 4SIMD – расширение ядра ELcore__12xx |
| ELcore_13xx | Программируемое масштабируемое DSP ядро сопроцессора акселератора c фиксированной точкой, усиленное по MAC операциям и с SISD – архитектурой |
| ELcore_13_2x | 2SIMD – расширение ядра ELcore__13xx |
| ELcore_13_4x | 4SIMD – расширение ядра ELcore__13xx |
| ELcore_14xx | Программируемое масштабируемое DSP ядро сопроцессора акселератора c плавающей точкой высокой вычислительной мощности и SISD – архитектурой |
| ELcore_14_2x | 2SIMD – расширение ядра ELcore__14xx |
| ELcore_14_4x | 4SIMD – расширение ядра ELcore__14xx |
*Символы «XX » в типе ядра или ИМС соответствуют выбранной технологии изготовления и обозначаются буквами. К примеру, «A, T» соответствует реализациям на 0,5 мкм или использует ранние архитектурные спецификации ядер, «B, S» условно соответствует реализации 0,25 мкм, а «С» — 0,35 мкм.
Ярослав Петричкович, Татьяна Солохина
 |
Статьи по: ARM PIC AVR MSP430, DSP, RF компоненты, Преобразование и коммутация речевых сигналов, Аналоговая техника, ADC, DAC, PLD, FPGA, MOSFET, IGBT, Дискретные полупрoводниковые приборы. Sensor, Проектирование и технология, LCD, LCM, LED. Оптоэлектроника и ВОЛС, Дистрибуция электронных компонентов, Оборудование и измерительная техника, Пассивные элементы и коммутационные устройства, Системы идентификации и защиты информации, Корпуса, Печатные платы |
|
| 2 процессора: RISCore32 + ELcore-14 | 2 процессора: RISCore32 + ELcore-24 | 3 процессора: RISCore32 + 2 x ELcore-26 | 3 процессора: RISCore32 (c FPU) + 2 x ELcore-30 | 5 процессоров: RISCore32 (c FPU) + 4 x ELcore-28 |
| 240 | 480 | 1 200 | 4 000 | 6 400 |
В качестве процессорных блоков используются следующие типы IP-ядер из библиотеки платформы «Мультикор»:
процессорные RISC-ядра с архитектурой MIPS32, выполняющие функции центрального процессора системы CPU (Central Processing Unit);
высокопроизводительные ядра процессоров-акселераторов для цифровой обработки сигналов (DSP — Digital Signal Processing) с плавающей/фиксированной точкой ELcore-xx (ELcore = Elvees’s core).
Архитектура микросхем «Мультикор» по организации потоков данных и инструкций поддерживает пиковую производительность на большинстве задач обработки сигналов/изображений реального времени. Это обеспечивается малым количеством стадий процессорного конвейера, а также наличием многоканального интеллектуального контроллера DMA с поддержкой режимов самосинхронизации ресурсов микросхемы и 32/64-разрядного по данным порта внешней памяти.
Акционерное общество Научно-производственный центр «Электронные вычислительно-информационные системы» (АО НПЦ «ЭЛВИС»)
Цифровые мультикоры
Фильтры
Сделаем сайт лучше!
Пожалуйста, ответьте на несколько вопросов
Soundcraft Si Series Madi Card – это опциональная (дополнительная) интерфейсная карта для подключения коммутационных блоков компании Soundcraft к микшерным пультам Soundcraft серий Si…
Цифровой коммутационный блок, 32 аналоговых входов XLR, 8 аналоговых линейных выходов, 4 выхода AES.
MIDAS DL 444 представляет собой рэковый модуль, направленный на расширение микшерных консолей PRO различных модификаций
Цифровой коммутационный блок для микшерных пультов серии PRO1 и PRO2. Содержит 8 аналоговых входов XLR с переключаемым фантомным питанием, 16 линейных выходов, 2…
Это плата расширения с интерфейсом MADI для микшерных пультов Behringer X32 и Midas M32, добавляющая 32 двунаправленных входных и выходных канала.
Кабель-удлинитель для подключения оборудования, витая пара CAT 5, длина 10 метров, прямой тип провода, цвет черный, профессиональные разъемы RJ-45.
Кабель-удлинитель, витая пара CCAT 7А, длина 75 метров, поставляется на профессиональной катушке Schill GT-380, прямой тип провода, цвет черный, разъемы Neutrik NE8MX6 RJ-45,…
Цифровой многожильный ПВХ кабель с разъемами NE8MX6 на 150 м, на катушке Schill GT 380 с подвижным барабаном.
ПВХ кабель Cat5e для студийной аппаратуры. Провод темно-синего цвета имеет длину 5 метров и оснащен коннекторами 5 RJ 45.
Кросс-кабель (перекрестный кабель), витая пара CCAT 5, длина 50 метров, поставляется на профессиональной кабельной катушке, прямой тип провода, цвет черный, разъемы Neutrik RJ-45,…
Это цифровой коммутационный блок каналов ввода-вывода для микшерных пультов Soundcraft серии Vi и серии Si. Содержит 32 входа XLR Mic / Line, 8…
Мультикор на катушке, 4 канала, 4 входа Amphenol XLR, 4 выхода Amphenol XLR, 30 метров.
Мультикор на катушке, 2 канала, 2 входа Amphenol XLR, 2 выхода Amphenol XLR, 40 метров.
Это плата расширения с интерфейсом Dante для микшерных пультов Behringer X32, Midas M32, добавляющая 32 двунаправленных входных и выходных канала.
Это цифровой конвертер аудио-потоков, который позволяет соединять между собой два стандарта передачи данных, путем установки опциональных интерфейсных карт ввода-вывода на выбор, управление осуществляется…
Это цифровой конвертер аудио и видеопотоков, 3 порта AES50 с поддержкой 24 двунаправленных каналов, вход преобразуемого сигнала определяется выбранной интерфейсной картой (Madi, Dante,…
Это модуль расширения для микшерных консолей MIDAS XL8, PRO3, PRO6, PRO9, PRO X, а также для модульного коммутационного блока (стейджбокса) DL451. Модуль расширения…
Цифровой коммутационный блок для микшерных пультов серии PRO1 и PRO2. Содержит 8 аналоговых входов XLR с переключаемым фантомным питанием, 8 линейных выходов, 8…
Кабель-удлинитель для подключения оборудования, поставляется на профессиональной кабельной катушке. Длина 50 метров, прямой тип провода Cat 5, цвет черный, профессиональные разъемы RJ-45.
Установить веб-приложение DJSTORE.
Нажмите и выберите «Добавить на главный экран»
Внимание! Данный сайт носит исключительно информационный характер и не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) ГК РФ.
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Мультикоры
Фильтры
Сделаем сайт лучше!
Пожалуйста, ответьте на несколько вопросов
Мультикор S-серии, 16 входов Female XLR, 4 выхода Male XLR, сертификация RoHS, длина 5 метров, все кабели сгруппированы и пронумерованы
Аудио мультикорная система типа «веерный хвост», разъемы XLR Male х 8 шт. и XLR Female х8 шт., длина 5 м., диаметр 12 мм,…
Аудио мультикорная система типа «веерный хвост», разъемы XLR Male х 8 шт. и XLR Female х8 шт., длина 3 м., диаметр 12 мм,…
Сценический мультикор, 24х4, длина 30.5 м, коннекторы XLR, цвет черный, чехол.
Мультикор, 16х4, длина 15,2 м, коннекторы XLR, цвет черный.
Мультикор, 20х4, длина 30.5 м, коннекторы XLR, цвет черный, чехол.
Soundcraft Si Series Madi Card – это опциональная (дополнительная) интерфейсная карта для подключения коммутационных блоков компании Soundcraft к микшерным пультам Soundcraft серий Si…
Мультикабель с раздаточной сценической коробкой, 16 входов XLR (F), 4 выхода XLR(M), длина 20 метров, вес в упаковке 12 кг, цвет черный
Мультикабель с раздаточной сценической коробкой, 12 входов XLR (F), 4 выхода XLR(m)/XLR(F), длина 30 метров, вес в упаковке 12 кг, цвет черный
Мультикор, входы: 12xXLR(F), выходы: 4XLR(M)/XLR(F), длина 20 м, цвет черный.
Мультикор с распределительной коробкой.
Мультикор имеет металлические разъемы XLR на репликах NEUTRIK. Входы – 16 XLR «мама». Выходы (возвраты) – 4 XLR «папа». Длина 20 м.
Цифровой коммутационный блок, 32 аналоговых входов XLR, 8 аналоговых линейных выходов, 4 выхода AES.
MIDAS DL 444 представляет собой рэковый модуль, направленный на расширение микшерных консолей PRO различных модификаций
Цифровой коммутационный блок для микшерных пультов серии PRO1 и PRO2. Содержит 8 аналоговых входов XLR с переключаемым фантомным питанием, 16 линейных выходов, 2…
Аудио мультикорная система типа «веерный хвост», 8 входов, длина 15 м, диаметр 7 мм, вес 1.5 кг, цвет черный
Мультикоры включают несколько одиночных кабелей с одной общей изоляционной оболочкой. Сферой использования служит многоканальная передача аналоговых/цифровых сигналов на небольшие или значительные расстояния без потери качества сигнала. Для механической прочности иногда в оболочку добавляют текстильный либо пластиковый шнур. Кроме того, им можно соединять мультикор с рамой коммутационной панели.
Выпускаются различные варианты многоканальных кабелей, отличающиеся длиной и типами соединений. Экранирование мультикоров может быть общим или отдельным у каждого провода, что целесообразно при необходимости обеспечить несколько каналов передачи.
Сценические мультикоры обычно содержат соединительный, микрофонный и кабель под громкоговорители. Подобные модели применяются для получения двусторонней связи между удаленно находящимся пультом звукорежиссера и самой сценой. На одном конце предусмотрено множество различных разъемов, а на другом, ведущем к сцене, – соединительная панель с гнездами. Студийные многоканальные кабели выполняют функцию коммутации инсталляций с музыкальным оборудованием и содержат оптимальные наборы разъемов.