Colaboradores de Freescale Semiconductor en India describen la metodologÃa de arranque (boot) para núcleos asimétricos como arquitectura múltiple y cómo batir los retos que conlleva esta tarea utilizando soluciones System on Chip (SoC).
(ElectronicosOnlilne.com Magazine / Oswaldo Barajas)
Los ingenieros colaboradores de Freescale Semiconductor en India, Rishabh Goel y Singh Pradip se han dado a la tarea de compartir una ruta de orientación para la comunidad de ingenieros diseñadores especializados en arquitecturas múltiples con núcleos asimétricos, quienes deben confrontar los retos que involucra el establecer la metodologÃa adecuada de arranque o boot.
En su artÃculo, titulado “Boot firmware architecture for asymmetric cores†publicado en el sitio de Internet TechOnline, los especialistas describen una metodologÃa para ejecutar ‘boot’ en arquitecturas con núcleos asimétricos, tomando otras alternativas basadas en sistemas compuestos integrados como los SoC (System-on-Chip), y otras soluciones innovadoras que decrecen los costos de inversión y reducen el nivel de complejidad.
De manera inicial, los especialistas exponen que los procesadores con núcleos diferentes para arquitecturas simétricas / asimétricas, tradicionalmente lo hacen partiendo de un núcleo o core especÃfico y que es generalmente designado como maestro o núcleo 0. Sin embargo, señalan que este procedimiento representa un gasto superfluo para las compañÃas fabricantes de semiconductores, y sumado a la desaceleración económica global, estas empresas se han dado a la tarea de encontrar nuevos enfoques para ser más rentables y mejorar sus márgenes de ganancias, que en la mayorÃa de las veces se ve impactado en el proceso de diseño de procesadores con núcleos asimétricos.
Mencionan que ante la complejidad y el nivel de inversión excesiva que encierra las metodologÃas convencionales de diseño de circuitos electrónicos, las soluciones basadas en Sistemas en Chip (SoC), están diseñadas para cumplir los requisitos de dominio múltiple. ¿Qué significa esto? Que algunos bloques con SoC también confieren a las compañÃas la capacidad de expandir su participación hacia otros mercados de la industria utilizando las mismas mascaras litográficas y ahorrando mucho dinero.
El documento señala a manera de ejemplo que si un sistema SoC tiene un AP (Procesador de Aplicación) y un RTC (Controlador de Tiempo Real), se puede configurar el mismo SoC para arrancar (bootear) cualquiera de los dos núcleos, ya sea el AP o el RTC, manteniendo ambos en niveles altos de rendimiento y estableciendo el boot AP con una baja latencia para tareas crÃticas y el arrancando el RTC en tiempo establecido para ciertas aplicaciones de carácter administrativo.
Del mismo modo, el artÃculo señala que actualmente la necesidad de construir un mundo conectado, ha permitido a la industria de alta tecnologÃa crear diseños exclusivos de arquitecturas del sistema, los cuales van desde sistemas de un solo núcleo (Single-Core) o Multi-núcleo, y haciendo uso de tecnologÃa de computación homogénea o heterogénea.
Aquellas aplicaciones complejas diseñadas en la actualidad requieren de un apoyo adicional para responder al hardware especÃfico, como son aceleradores dirigidos a una función explÃcita del sistema. Estos componentes de apoyo son implementados en la forma de ASICs (Circuitos Integrados de Aplicación EspecÃfica), FPGAs (Arreglo de compuertas programables por campo) y GPUs (Unidad de Procesamiento Gráfico), por mencionar algunos, y estos regularmente están apegados a las especificaciones industriales de homologación electrónica como el ISA (Grupo de Instrucciones para Arquitecturas).
Núcleos asimétricos
Los núcleos asimétricos suelen referirse a un sistema compuesto por dos o más elementos de procesamiento o unidades con diferentes ISA o instrucciones, y tienen la comisión de mejorar el mejoramiento como el procesamiento o el tiempo de reacción del sistema.
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El documento de Freescale indica que es importante que los desarrollos de los circuitos con núcleos asimétricos sean compatibles con estándares industriales como ISA. |
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En la anterior figura se muestra un sistema basado en SoC con arquitectura asimétrica, el cual ha sido adecuado a través del SoC para incrementar su rendimiento, pero el hacer es enfrentarse con una literal caja de pandora, pues acorde a los señalamientos de los especialistas de Freescale India, se involucran ciertos retos que el ingeniero en turno debe batir, tal es el caso del boot adecuado para este sistema con núcleos variados.
De esta manera son muchos los retos hallados cuando se define el arranque de una arquitectura, y no existe una solución genérica para cada problema, ya que en algunas veces una solución también requiere de soporte de hardware adicional, para esto se debe tomar en cuenta la compatibilidad de instrucciones ISA y la locación del vector de encendido y reset.
Estos esquemas para definir el tipo de boot para el sistema con núcleos asimétricos utilizando SoC que reducen la complejidad del mismo, son presentados como notas técnicas de aplicación en el sitio de Internet de Freescale Semiconductor, en donde también puede ser descargado el documento complementario SMP Boot Process for Dual E500 Cores.



















































