隨著實(shí)時(shí)計(jì)算密集型應(yīng)用（如智能嵌入式視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)）的需求不斷增長(zhǎng)，邊緣計(jì)算面臨著更高的能效、硬件級(jí)安全性和高可靠性的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，Microchip Technology Inc.（微芯科技公司）近日推出了其64位微處理器單元（MPU）產(chǎn)品線的首款產(chǎn)品——PIC64GX。這一舉措鞏固了Microchip作為目前唯一積極投資于8位到64位MPU和MCU嵌入式解決方案制造商的地位。

64位異構(gòu)計(jì)算解決方案

PIC64GX MPU采用了64位RISC-V四核處理器，具備非對(duì)稱多處理（AMP）和確定性延遲功能。該處理器支持Linux操作系統(tǒng)，是一款高度節(jié)能且安全的處理器，專為中端智能邊緣計(jì)算而設(shè)計(jì)。Microchip公司FPGA業(yè)務(wù)部市場(chǎng)總監(jiān)Venki Narayanan強(qiáng)調(diào)了“非對(duì)稱多處理”的重要性，這種處理方式能夠在一個(gè)處理器子系統(tǒng)中同時(shí)運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)功能，滿足計(jì)算密集型應(yīng)用的需求。

高效、安全的嵌入式計(jì)算平臺(tái)

PIC64GX MPU采用四核設(shè)計(jì)，運(yùn)行頻率為625 MHz，其RISC-V CPU微架構(gòu)采用簡(jiǎn)單的5級(jí)單發(fā)射、順序執(zhí)行流水線，避免了常見的Meltdown和Spectre漏洞。它包括五個(gè)RISC-V內(nèi)核，能夠在單個(gè)多核處理器集群中實(shí)現(xiàn)確定性實(shí)時(shí)系統(tǒng)和Linux的多種組合。此外，該MPU還具有內(nèi)置的安全引導(dǎo)、創(chuàng)新的Linux和實(shí)時(shí)模式、大型L2存儲(chǔ)器子系統(tǒng)以及豐富的嵌入式外設(shè)，為嵌入式開發(fā)人員提供了安全、節(jié)能的嵌入式計(jì)算平臺(tái)的新選擇。

選擇 RISC-V 內(nèi)核的原因

Microchip選擇RISC-V內(nèi)核的主要原因在于能夠以最低的開發(fā)成本和最少的晶體管數(shù)量提供一個(gè)使用同質(zhì)應(yīng)用級(jí)處理器集群的混合關(guān)鍵性系統(tǒng)解決方案。Venki Narayanan指出，這是為了滿足上市時(shí)間和成本效益的需求。他還提到，未來Microchip還將根據(jù)市場(chǎng)需求支持其他指令集架構(gòu)（ISA）。

多核配置和資源分配

對(duì)于混合關(guān)鍵性應(yīng)用，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以利用四個(gè)處理器內(nèi)核加上一個(gè)用于監(jiān)視功能的第五核。客戶可以在全部四個(gè)內(nèi)核上運(yùn)行SMP Linux或SMP RTOS（如Zephyr）。為了運(yùn)行RTOS，可以將緩存行配置為緊耦合存儲(chǔ)器，并進(jìn)一步關(guān)閉分支預(yù)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性能所需的確定性延時(shí)。

差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，Microchip雖然較晚布局64位MPU，但其產(chǎn)品提供非對(duì)稱計(jì)算能力和防御級(jí)安全性，支持同質(zhì)處理器集群中的圖像處理流水線，最大限度地減少了晶體管占用空間。此外，Microchip還推出了高性能航天計(jì)算（HPSC）系列，該系列在AI加持的太空計(jì)算能力方面取得了顯著進(jìn)步。

MPLAB 開發(fā)平臺(tái)

Microchip的MPLAB開發(fā)平臺(tái)在嵌入式系統(tǒng)社區(qū)中有著廣泛的使用基礎(chǔ)，平均每天啟動(dòng)高達(dá)5萬次。為了支持64位處理器的設(shè)計(jì)，Microchip宣布推出了面向VS Code的MPLAB擴(kuò)展程序，為開發(fā)人員提供了一個(gè)無縫、靈活且高效的開發(fā)環(huán)境。

從8位到64位的全面布局

隨著PIC64產(chǎn)品組合的推出，Microchip已成為唯一一家積極開發(fā)全套8位、16位、32位和64位單片機(jī)和微處理器的嵌入式解決方案提供商。這一全面布局將為智能邊緣系統(tǒng)帶來巨大的計(jì)算能力和產(chǎn)品多樣化升級(jí)，滿足工業(yè)自動(dòng)化、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)推理等領(lǐng)域的實(shí)時(shí)智能需求。

MPU市場(chǎng)的下一步

盡管MPU對(duì)64位系統(tǒng)的采用速度似乎較慢，但隨著嵌入式處理需求的增長(zhǎng)，64位多核處理器必須能夠滿足這些需求。Microchip將繼續(xù)增加新的MPU解決方案和器件，以更強(qiáng)大的8位到64位產(chǎn)品矩陣解決這些問題。

Microchip通過新增的64位MPU產(chǎn)品組合進(jìn)一步擴(kuò)展了其計(jì)算范圍，為嵌入式設(shè)計(jì)人員提供了端到端解決方案，加快了設(shè)計(jì)、調(diào)試和驗(yàn)證速度，縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間，以滿足當(dāng)今嵌入式設(shè)計(jì)的不斷增長(zhǎng)的需求。