日期：2007-09-13 来源：

        据称无晶圆厂半导体初创企业Xmos半导体公司最近正在尝试部署多处理架构。Xmos公司的成立源于其首席技术官David May的建议。在20世纪80年代，May是transputer(专门针对并行处理而设计的一款处理器)的架构师，也是相关Occam编程语言的创造者。因此，Xmos和transputer的架构非常类似也就不足为奇了，不过为了利用摩尔定律20年的发展成果，May重新设计了一种方案：多核单芯片实现方案。 

        实现单片并行机制还有许多其它方法。这些方法各有千秋，但并非总能成功。其中包括了超标量和多线程单处理器、超长指令字(VLIW)处理器、采用类似FPGA方式链接的裸片上多处理器，以及内务处理器与类似FPGA的可配置的整合概念等。 

        Xmos选择了一种事件驱动的多线程处理器，并将应用于芯片系列的二维阵列中，这些芯片预期在2008年第一季度推出。这款32位XCore处理器带有专门针对快速实时响应和低硅片成本而设计的固定指令集。XCore内部引脚控制功能的集成以及被称为XLink的内核间通信链路，允许包括接口在内的整个系统全部用软件实现。产品开发采用基于C语言的统一嵌入式软件流程。 

        以前凡是成功的单片并行处理器总是需要对硬件进行修改，而且应用范围很窄。不过利用C语言对并行资源进行编程，又遏制了通用架构的产生。 

        利用合适的C++、C和XC编译器以及连接编译后代码的链接五金|工具，上述架构从开发角度看类似传统的处理器，营销副总裁Noel Hurley表示。处理器阵列允许正常情况下用硬件实现的系统功能可由软件实现，从而使软件和硬件设计流程得到有机统一，Xmos公司表示。 

        事实上，用XCore做设计不需要寄存器传输级或更低层硬件设计知识，它只需要一种利用C语言来执行接口、算法和通用软件的嵌入式软件方法。这样，公司无需等待ASIC开发或专用标准产品(ASSP)流片就能够实现硅片的创新或差异化，据Xmos公司称。 

        “我们对从I/O到DSP的所有硬件功能作了仿真。我们还统一了设计流程；而且只有一种整合软硬件的描述语言。”Hurley表示，“你必须决定是采用并行机制提高性能还是采用串行方法提高硅片效率。” 

        采用90nm CMOS的单个XCore据称可以提供约500Mips的控制软件性能、16抽头FIR滤波器7MSps的性能以及200Mbps的通信性能。 

        Xmos公司首席执行官James Foster希望公司的芯片可以在FPGA获得成功的领域同样取得成功，比如通信基站和交换网络。不过Foster补充道，Xmos硅片也将在消费电子品甚至移动手机等大批量设备中有所建树。 

        Xmos将其所用方法描述为软件定义硅片。它相信这项技术可向消费电子系统的设计师提供系统级芯片的单位成本优势，而又无需同等的开发时间和成本；具有FPGA的灵活性，但硅片效率会高得多。开发人员可以通过编写代码在控制处理、DSP和I/O处理之间动态划分资源，而所有任务都能在大批量生产的硅片上完成。“1美元实现完美灵活性”是该公司宣传材料中的宣传亮点。 

        May说：“今天人们追求什么？ASIC的NRE费用意味着风险大，成本高，除非存在很大批量的条件。ASSP过于严格，意味着设计自由相当有限，人们的创造性被严重扼杀。而FPGA在编程上的高度复杂性以及硅片的成本使得它们无法用于大批量消费电子产品中。” 

        还有个问题是，编译后的代码在基于Xmos架构的不同方案之间的可移植性，这或多或少都要占用一些资源。“编程人员无需知道哪个处理器在运行，他们只要把任务分配给线程即可，分配过程是通过手工完成的，”Hurley表示，“每个内核有8个线程；线程数应比任务数多。” 

        Hurley的解释没有回答有关架构功效的问题。“无操作”期间的功耗一直是VLIW机器和并行处理器的棘手问题，在更先进的硅片中，只有漏电流才消耗功率。 

        Xmos已经用System C成功开发出它的架构，并在FPGA上作了演示。Xmos的第一个产品设计已经出带，将由台积电(TSMC)采用90nm CMOS工艺制造。Xmos将提供芯片、软件知识产权和开发工具。