XMOS可編程晶片提供彈性及差異化

輝輝仔

軟體化晶片（Software Defined Silicon, SDS）創製者XMOS日前發表其可編程晶片之第一款產品系列－XS1-G 。此系列所包含的三項元件，提供1、2 或4個該公司XCore事件驅動、多執行緒處理器邏輯單元（tile）之選擇。
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4 {4 G" D6 v( xXS1-G元件適合要求可編程彈性及差異性，但無法支援相對高成本傳統可編程邏輯解決方案之產品。SDS的典型應用包括機上盒、家庭網路、顯示器面板控制、玩具及消費性電子。XMOS晶片可大幅增加標準產品IC、ASIC、SOC及 FPGA之功能或用於建置完整的系統。每個XCore 32位元 RISC 處理器引擎提供設計者8個執行緒，並於稱為XCore 編輯區塊的建置區塊中整合所有必要的支援資源。透過事件驅動及與高彈性智慧型I/O針腳架構的緊密耦合，XCore處理器於每個編輯區塊提供達400MIPs，因此能建置同步的即時硬體及軟體功能，其範圍包括簡單 I/O介面至完整的軟體應用。

每個編輯區塊並擁有64 個使用者可定義的I/O ，提供1、2、4、8、16及32位元雙向SERDES內建埠之混合。記體體資源包括用於使用者編碼的64KBytes SRAM，以及8KBytes的OTP記憶體。另外，其32 個XLink 1Gbps通路端與XCore編輯區塊鄰近互連，因此可使執行緒互相作用而無共享記憶體系統的缺點。嵌入式的硬體執行緒排程器可動態地選擇執行緒來加以執行，提供核心層級的控制能力。

XS1-G元件使用嵌入式軟體開發流程而設計。透過C及XMOS創製XC可編程語言部署完整的軟體設計流程，XS1-G排除classic硬體描述語言及低位準邏輯合成之延遲，第一款元件將為quad-XCore的XS1-G4。兩個針對XCore處理器引擎的編譯器－ACE Associated Compiler Experts的ANSI C編譯器及XMOS XC編譯器，而匹配器/連結器則透過原始碼及預先編譯的IP模組建置目的檔案的。此兩個編譯器針對混合C及XC project而完美整合，XC為XMOS所創製的C變異，其支援平行處理、事件驅動控制及基於時間之編程。附屬的Eclipse IDE並提供開發業者一個完整的除錯及模擬環境。
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& ^2 J& Y) j  j- gXMOS Semiconductor並提供一系列預先編譯、預先驗證的軟體零組件，以用來存取廣泛的已驗證智財，進一步縮短產品開發時間。介面IP目前提供涵蓋SRAM介面至10/100 Ethernet MAC，而軟體堆疊選項則包含128位元AES加密及FIR濾波。

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2008年8月4日- 軟體化的晶片( SDS, Software Defined Silicon) 創製者XMOS Semiconductor日前發表一項開發套件，其可提供以XS1-G4 可編程元件來開發廣泛應用之所有必須要項。對於正透過 C-based 軟體開發流程的設計而言，亦將大幅縮短建置電子產品及系統所需的時間。

  u& A" m& N2 ^6 D' J5 s) QXS1-G 開發套件 (XDK) 提供完整的硬體及軟體開發環境，其具備 XS1-G4 標的元件、QVGA 觸控螢幕顯示器、 RJ45 10/100 乙太連接埠、高效能立體聲音頻介面及可連接多個套件的 XLink 連接器。 XS1-G4 可由JTAG、 SD/MMC 卡或內建的SPI boot PROM啟動。除了內建的多媒體I/O外，設計者還可存取晶片上的開關、狀態LED及IDC 擴充埠。整套的設計案例更可於開機時透過軟鍵(soft-key )選單系統取得。
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$ W& u6 r5 F5 j; oXS1-G4 元件是透過web-based XMOS 開發工具編程，其包括C 及 XC 編輯器、仿效器及調試器。此套件包含XC指南、 XMOS原創的編程語言支援對應、透過通道通訊之協同與即時編程，以及事件驅動( event-driven ) 控制。程式則可透過仿效器評估，或載至 XDK 以進行硬體驗證。GDB 調試器同樣可用來簡化程式開發。
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在XDK的核心內，XS1-G4 可編程晶片具備4個 XCore tile ，其由高效能開關所連接，每個 tile 均包含一個XCore 處理器 -  400MHz 32位元之事件驅動處理器。這4個 XCore tile 共同執行達32 個協同的即時任務，提供1600MIPs、每秒可處理達4億個事件。資料及程式碼則儲存於256Kbytes 的RAM 及32kBytes 的 ROM中。XCore 處理器緊密的耦合至高度彈性的 I/O 針腳架構，可建置一系列硬體及軟體功能，包括I/O 介面、狀態機、應用程式、DSP 及以密碼編寫之演算法。
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6 @2 o2 [) m1 a8 H9 f  ^- e. mXMOS 元件為通用的可編程晶片，可用於廣泛多樣的應用及系統中，是要求彈性及差異化之設計的理想選擇。獨特的元件特性及以軟體為基礎的設計流程，使XS1-G 產品系列非常適合如乙太AV 及音頻、智慧型LED 顯示器控制、 IEEE-1588 網路計時及晶片等級安全系統之應用。XMOS Semiconductor的XS1-G 開發套件單價為$1,000美元，可立即供貨。