Платформа Intel®Sandy Bridge приносит много преимуществ форм-фактора PC/104
Рынок встраиваемых систем находится в состоянии неизменного движения, так как заказчики требуют все более высочайшей производительности систем и наличия в их всех современных функций и способностей. Для обычного встраиваемого продукта может пригодиться несколько шагов аппаратной и программной модернизации в течении актуального цикла изделия для того, чтоб идти в ногу со всеми последними требованиями.
Разработчики встраиваемых систем обеспокоены тем, что неожиданные новые требования по увеличению производительности могут востребовать пересмотра схемных решений, прямо до полной переработки проекта. Для решения этой трудности Intel предлагает обществу разработчиков встраиваемых систем модульную платформу Sandy Bridge, которая позволяет уменьшить количество компонент системы и потребляемой мощности при одновременном упрощении будущих обновлений.
“Sandy Bridge" - это кодовое заглавие второго поколения семейства микропроцессоров Intel® Core™. Эта новенькая архитектура соединяет внутри себя различное количество ядер микропроцессора, встроенный графический микропроцессор, кэш последнего уровня (LLC) и системный контроллер/контроллер памяти, которые разговаривают меж собой средством масштабируемого на кристалле кольцевого соединения (Ring-Bus). Такая высочайшая скорость кольцевого соединения позволяет ядрам микропроцессора и графическиому микропроцессору с легкостью использовать общий кэш и контроллер памяти. Эта концепция кольца является главный технологией, лежащей в масштабируемости платформы Sandy Bridge, что позволяет Intel изменять количество ядер и предлагать варианты, которые позволяют улучшить цена, производительность и потребляемую мощность зависимо от приложения.
Разработчики встраиваемых систем сейчас могут избрать версию, которая не только лишь покрывает текущие потребности, но оставляет место для грядущего увеличения производительности.
Самой первой платой форм-фактора PC/104 на платформе Intel® Sandy Bridge стала не так давно представленная компанией ADL Embedded Solutions (США) процессорная плата эталона PCI/104-Express ADLQM67PC, которая сделала доступной 2-ое поколение Intel® Core i5/ i7 и производительность Celeron обществу разработчиков встраиваемых систем. Микропроцессоры второго поколения Core i5/ i7/ Celeron отлично зарекомендовали себя на потребительском рынке – от высокопроизводительных видеоигровых систем до мобильных приложений, таких как планшеты и нетбуки. Сейчас с возникновением ADLQM67PC огромное количество преимуществ, которые сделали платформу Sandy Bridge настолько пользующейся популярностью, становятся доступными и для встраиваемых систем. Intel сделал легкодоступным ряд интегрированных микропроцессоров Sandy Bridge, которые попадают в программку Intel для долгого актуального цикла интегрированных микропроцессоров.
Строительные улучшения
Главные строительные улучшения, вошедшие во 2-ое поколение Intel Core i5 и i7 микропроцессоров (Sandy Bridge):
- 256-ти битная внутренняя скоростная кольцевая шина (Ring-Bus);
- улучшенные векторные расширения (Advanced Vector Extensions, AVX);
- интегрированный графический контроллер высочайшего разрешения 3000 серии;
- 16 PCI-Express линий с пропускной способностью 5GT/s;
Новенькая кольцевая архитектура шины (Ring-Bus) имеет разрядность 256 бит и работает на частоте 2.2ГГц и 2.5ГГц для микропроцессоров Core i5 и Core i7 соответственно. Новенькая шина имеет в два раза огромную разрядность (256 бит) против 128 бит для первого поколения Core i5/i7.
Не считая того, Intel сделал новый набор одиночныx потоков команд со множественным потоком данных (single instruction multiple data, SIMD). Улучшенные Векторные Расширения (AVX), которые существенно делают лучше выполнение математических операций с плавающей точкой для обработки таких сложных данных, как данные Цифровых Сигнальных Микропроцессоров (DSP) либо обработку изображений. Такие типы задач ранее обычно добивались для реализации или наружного DSP/FPGA, или наружной видеоплаты. Шина данных 256 бит может сейчас обработать до 8x32 бит операций с плавающей точкой либо 4x64 бит операций с плавающей точкой двойной точности. Это улучшение, совместно с вычислительной мощностью операций с плавающей точкой набора AVX, делает вычислительную платформу очень производительной. А именно, для таковой скоростной обработки данных, как в DSP либо в обработке изображений, набор SIMD AVX может принести гигантскую пользу.
Intel также интегрировал новейшую Графику HD Intel® 3000 в ядро Core i5/i7 микропроцессоров второго поколения. Графика HD 3000 включают 12 модулей выполнения (EU) и поддерживают кодирование и декодирование видео высочайшего разрешения (HD), видеоускорение DirectX (DXVA) и поддержку DirectX 10.1 и OpenGL 3.0 в добавление к Динамическойной Технологии выделения Видеопамяти (DVMT) 5.0, которая предоставляет до 1720 МБ динамической видеопамяти. Для большинства приложений Графика HD INTEL® 3000 более чем достаточна, чтоб удовлетворить универсальные потребности в обработке графики без необходимости во наружных аппаратных средствах.
Для ситуаций, требующих наружной поддержки обработки графики, выделенного DSP либо устройств перифирии FPGA, 2-ое поколение Core i5 и i7 также поддерживает x16 шину PEG, которая сейчас конфигурируема как x16, 2x8, либо 1x8 с 2x4 линиями. Пропускная способность шины PCIe была увеличена от 2.5GT/s до 5GT/s, таким макаром удваивая доступную пропускную способность. Шина PCI-Express предоставляет интерфейс к выделенному DSP либо FPGA, в случае, если они являются необходимыми.
В недавнешнем прошедшем «рабочей лошадкой» для приложений PCI/104-Express была платформа Intel® Cantiga с чипсетом GS45 и ЦП Penryn от ADL Embedded Solutions Inc. и других производителей. Используя утилиту оценки производительности SiSoftware Sandra, платформа GS45 Core2 Duo с микропроцессором SP9300 была протестирована с результатом Dhrystones = 18.5 GIPS (Млрд команд за секунду) и Whetstones = 15.4 GFLOPS (Млрд операций с плавающей точкой за секунду). В сопоставлении, 2-ое поколение Core i7 с микропроцессором 2655LE, применяемый на ADLQM67PC, указывает Dhrystones = 32.8 GIPS и Whetstones = 27.8 GFLOPS. Это - замечательное повышение производительности на 80% от внедрения платформы Intel® Sandy Bridge.
Примеры внедрения
Обработка изображений и Цифровая обработка сигналов
Как было отмечено ранее, циклические векторные и скалярные расчеты данных, которые обычно производятся на интегрированном DSP и устройствах обработки видеоинформации, могут быть отлично реализованы благодаря вычислительной мощности и новейшей архитектуре Core i5/i7 второго поколения. Используя новый набор AVX, разработчики встраиваемых систем могут существенно повысить вычислительную производительность и в неких случаях поменять наружные выделенные DSP либо FPGA и/либо уменьшить количество устройств перифирии. Сокращение количества устройств перифирии и компонент приводит к уменьшению размера и веса аппаратной части и требуемой потребляемой мощности законченной системы, что может конкретно позволить прирастить время автономной работы либо сделать лучше другие свойства системы.
Промышленные Сети и Управление
Для внедрения в индустрии огромным преимуществом платформы Sandy Bridge является обилие интерфейсов ввода/вывода и даже несколько лишная вычислительная мощность второго поколения Core i5 /i7 микропроцессоров. Управление производственным процессом полагается на передачу данных через огромное количество протоколов связи для передачи данных и управления существующими и будущими системами. Данные разных типов из различных мест могут быть доставлены в ADLQM67PC, обработаны и отлично выведены к объекту управления. Способности ввода-вывода ADLQM67PC включают два порта Гигабитного Ethernet, которые поддерживают исходную загрузку по сети и широкие способности структурирования, два SATA 3.0 порта, работающие с пропускной способностью до 6GB/s, восемь USB 2.0 портов и шину PCIe, которая обеспечивает подключение хоть какого количества устройств перифирии ввода данных и управления, таких как 4-х портовый Гигабитный Ethernet контроллер для дополнительных портов Ethernet, контроллер шины CAN, Mil-Std 1553, ARINC, RS-485 и других. Сетевые приложения обычно нуждаются в 2-ух либо больше интерфейсах Гигабитного Ethernet и достаточной вычислительной мощности, чтоб соответствующим образом управлять сетевым трафиком.
Системы реального времени (RTOS) с Celeron Sandy Bridge
Sandy Bridge Celeron 827E является одноядерным, однопотоковым микропроцессором с большинством функций, соответствующих и для Core i5 и i7. Этот микропроцессор не поддерживает AES, AVX либо технологию виртуализации Intel и графическое ядро HD Intel® имеет тактовую частоту 350 МГц по сопоставлению с тактовой частотой 650 МГц графического ядра HD INTEL® 3000. Но чипсет Intel® серии 6 (QM67 PCH), предлагаемый на ADLQM67PC, совместно с одноядерной однопотоковой архитектурой Celeron 827E делает его безупречным выбором для многих промышленных приложений систем реального времени, которые не нуждаются во всей вычислительной мощности многоядерных Сore i5 и i7. Относительно малая стоимость по сопоставлению с Core i5 / i7 делает решение на Celeron 827E хорошим выбором для реализации систем реального времени, когда цена является важным аспектом.
Устройства вывода видеоинформации и игровые решения с Sandy Bridge
Графическое ядро HD INTEL® 3000 с 2-мя независящими каналами обработки видеоданных и обилием интерфейсов вывода графической инфы, включая LVDS, VGA, HDMI и DisplayPort делает это решение совершенным механизмом для многих систем отображения и игровых платформ, без потребности во наружных видеоплатах. Для специализированных приложений и для приложений, где нет очень больших требований к производительности и пропускной возможности графики, способностей микропроцессора Celeron 827E может быть более чем довольно для ублажения потребностей заказчиков.
Защищенность и интеграция
Для промышленных и оборонных применений, где требования к стойкости системы при неблагоприятных критериях эксплуатации очень высоки, ценность второго поколения Core i5/i7 существенно возрастает за счет доступности расширенной температуры эксплуатации и дополнительной защиты, предлагаемой ADL. Функция на расширенный температурный спектр доступна для рабочей температуры эксплуатации от ?40°C до +85°C. Не считая того, функции влагозащитного покрытия Under-Fill / Bonding также доступны для хоть какого изделия ADLQM67PC с микропроцессорами Core i5/ i7 и Celeron.
В конце концов, плата PCI/104-Express ADLQM67PC также сопровождается рядом готовых решений остывания и системных корпусов, чтоб удовлетворить хоть каким требованиям заказчиков для работы изделия в жестких критериях эксплуатации как по механике, так и по рабочему температурному спектру.
J.C.Ramirez, менеджер по продукции, компания ADL Embedded Solutions Inc.
