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包括混合处理器核的片上系统(SOC)技术方案

技术编号:13375212 阅读:49 留言:0更新日期:2016-07-20 21:31
一种处理设备包括第一处理器模块以及第二处理器模块,第一处理器模块包括根据第一指令集(ISA)设计的第一核,第二处理器模块包括根据第二ISA设计的第二核。第一和第二处理器模块被制造在相同的管芯上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容的各实施例通常涉及处理设备,且尤其涉及包括均具有根据不同的指令集架构(ISA)设计的异构核的处理器的片上系统。背景终端用户可能要求诸如膝上型计算机、平板计算机或智能电话之类的单个计算设备有选择地在多种生态系统或操作系统(OS)的其中之一下操作。例如,他们可能期望设备在用于私人用途的第一OS(如安卓TM)下操作和在用于商务用途的第二OS(如)下操作。不同类型的OS可以构建在根据不同的指令集架构(ISA)设计的处理器上。例如,架构(IA)是WindowsOS可以在其上操作的一种类型的ISA,且是安卓可以在其上操作的另一类型的ISA。另外,ISA的每一种都可以把不同的通信协议集用作在处理器中的组件之间或在处理器和外围设备之间的通信接口。当前,设备生产商通过两种技术的其中之一在相同的计算设备上实现双生态系统。第一种,设备生产商简单地把不同ISA的处理器设计到单个计算设备中。例如,设备生产商可以在计算设备中实现一个IA处理器和一个ARM处理器,以使得当Windows是前台OS时Windows应用可以运行在IA处理器上,且当安卓是前台OS时安卓应用可以运行在ARM处理器上。备选地,设备生产商可以在计算设备中相同类型的ISA处理器上运行虚拟机。虚拟机可以从相同类型的ISA指令仿真不同的生态系统。例如,计算设备可以在Windows虚拟机上执行Windows应用且在安卓虚拟机上执行安卓应用,同时计算设备的各处理器可以仅仅地是IA处理器或仅仅地是ARM处理器。附图简述从下面给出的详细描述和本公开内容的各种实施例的附图,将更完整地理解本公开内容。然而,不应认为各图把本公开内容限制在特定的实施例,而是仅用于解释和理解。图1阐释根据一个实施例的处理设备。图2A阐释包括根据一个实施例的总线桥的处理设备。图2B阐释包括根据一个实施例的系统代理转换器的处理设备。图2C阐释包括根据一个实施例的多个处理器模块的处理设备。图3A阐释根据一个实施例的处理设备的详细示意图。图3B阐释根据另一实施例的处理设备的详细示意图。图4是根据一个实施例用于在双OS计算设备中切换OS的方法的框图。图5A是阐释用于包括本公开内容的一个实施例可以在其中使用的异构核的处理器的微架构的框图。图5B是阐释根据本公开内容的至少一个实施例实现的顺序流水线和寄存器重命名级、乱序发起/执行流水线框图。图6阐释用于包括根据本公开内容的一个实施例的逻辑的处理器的微架构的框图。图7是阐释可以在其中使用本公开内容的一个实施例的系统的框图。图8是本公开内容的一个实施例可以在其中操作的系统的框图。图9是本公开内容的一个实施例可以在其中操作的系统的框图。图10是根据本公开内容的一个实施例的片上系统(SoC)的框图。图11是根据本公开内容的SoC设计的实施例的框图。图12阐释计算机系统的一个实施例的框图。详细描述由于根据不同的ISA设计的冗余的处理器,用于在相同的设备上运行双生态系统的方案承受高成本、性能降级和高功率消耗。当前方案的另一问题是在不同的ISA微系统中运行的二进制代码的兼容性。例如,为ARM平台编译的应用未经移植工作不能直接运行在IA平台上。已经使用二进制转换来解决在不同类型的ISA之间的兼容性问题。然而,这种解决方案需要动态地或静态地将为非原生ISA编写的原生库转换到原生ISA的运行时软件。不幸的是,二进制转换引入性能损失且不能处理所有场景。运行多个生态系统的计算设备的终端用户期望以最小的性能降级、功率消耗和系统占用面积在计算设备上可用的不同类型的OS之间快速切换。为了高效地在单个计算设备上实现多生态系统,本公开内容的各实施例提供可以包括至少一个中央处理单元(CPU)的片上系统(SoC),该中央处理单元均包括异构ISA核。异构核可以包括根据第一ISA类型设计的至少一个核以及根据第二ISA类型设计的至少一个核,其中第一ISA类型和第二ISA类型不同。例如,CPU的第一核可以被设计成复杂指令集计算(CISC)核,且同一CPU的第二核可以被设计成精简指令集计算(RISC)核。更具体地,第一ISA类型可以是IA,且第二ISA类型可以是ARM。应注意,尽管出于方便起见本申请常常提及作为两个示例性ISA的IA和ARM,但本申请不限于这些两个特定的示例。本申请的原理同样适用于其他类型的ISA,例如架构。本公开内容的各实施例可以在相同的管芯上集成异构核以便形成SoC,以使得可以在单个计算设备上构建高效和高性能的多OS或双OS。本公开内容的各实施例提供具有比现有技术更低成本和功率消耗、小占用面积和高性能的优点的不同的架构。尽管参考例如在计算平台或微处理器中的特定集成电路描述下列的实施例,但其他实施例适用于其他类型的集成电路和逻辑器件。在此描述的各实施例的类似技术和教导可以应用到其他类型的电路或半导体设备。例如,所公开的实施例不限于台式计算机系统或超极本TM。并且也可以用于其他设备,诸如之类的手持式设备、平板、其他薄笔记本、片上系统(SOC)设备和嵌入式应用。手持式设备的一些示例包括蜂窝式电话、因特网协议设备、数码相机、个人数字助理(PDA)和手持式PC。嵌入式应用通常包括微控制器、数字信号处理器(DSP)、片上系统、网络计算机(NetPC)、机顶盒、网络集线器、广域网(WAN)交换机或可以执行下面教导的功能和操作的任何其他系统。尽管参考处理器描述了下列的实施例,但其他实施例适用于其他类型的集成电路和逻辑器件。本公开内容的各实施例的类似技术和教导可以应用到可以受益于较高的流水线吞吐量和改善的性能的其他类型的电路或半导体设备。本公开内容的各实施例的教导适用于执行数据处理的任何处理器或机器。然而,本公开内容不限于执行512位、256位、128位、64位、32位或16位数据操纵的处理器或机器且可以应用到执行数据的操纵或管理的任何处理器和机器。另外,出于阐释的目的,下列的描述提供各示例,且附图示出各种示例。然而,不应以限制性意义来解释这些示例,这是由于它们仅仅旨在提供本公开内容的各实施例的示例,而不是提供本公开内容的各实施例的所有可能的实现的详尽列表。由于更多计算机系统用于因特网、文本和多媒体应用,已经引入了附加的处理器支持一段时间。在一个实施例中,指令集可以与一个或多个计算机架构相关联,包括数据类型、指令、寄存器架构、编址模式、存储器架构、中断和异常处理以及外部输入和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理设备,包括:第一处理器模块,其包括根据第一指令集架构(ISA)设计的第一核;以及第二处理器模块,其包括根据第二ISA设计的第二核,其中,所述第二处理器模块被制造在与所述第一处理器模块相同的管芯上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理设备,包括:
第一处理器模块,其包括根据第一指令集架构(ISA)设计的第一核;以及
第二处理器模块,其包括根据第二ISA设计的第二核,其中,所述第二处理
器模块被制造在与所述第一处理器模块相同的管芯上。
2.如权利要求1所述的处理设备,进一步包括:
系统代理(SA),其包括通信上耦合到所述第一处理器模块和所述第二处理
器模块的总线。
3.如权利要求2所述的处理设备,其特征在于,所述总线被设计成原生地发
送去往和来自所述第一核的消息。
4.如权利要求2和3中任何一项所述的处理设备,其特征在于,所述第二处
理器模块包括总线桥,其用于转换在所述第二核和所述总线之间发送的消息。
5.如权利要求2和3中任何一项所述的处理设备,其特征在于,所述SA进
一步包括转换器,所述SA通过所述转换器耦合到多个外围设备。
6.如权利要求1到3中任何一项所述的处理设备,其特征在于,所述处理设
备是被制造在相同管芯上的片上系统(SoC)设备。
7.如权利要求1到3中任何一项所述的处理设备,其特征在于,所述处理设
备是与多于一个的操作系统端接的计算设备的一部分。
8.如权利要求1到3中任何一项所述的处理设备,其特征在于,第一操作系
统在被激活时运行在所述第一处理器模块上,且第二操作系统在被激活时运行在所
述第二处理器模块上。
9.如权利要求1到3中任何一项所述的处理设备,其特征在于,所述处理设
备是中央计算单元(CPU),并且是与双操作系统端接的计算设备的一部分。
10.如权利要求1到3中任何一项所述的处理设备,进一步包括:
第三处理器模块,其包括根据不同于所述第一ISA和所述第二ISA的第三指
令集(ISA)设计的第三核。
11.如权利要求10所述的处理设备,其特征在于,所述第三处理器模块包括
第三总线桥,其用于转换在所述第一核、第二核和第三核之间发送的消息。
12.一种处理器,包括:
根据第一指令集架构(ISA)设计的第一核;以及
根据第二ISA设计的第二核,
其中,所述处理器是被制造在单个管芯上的片上系统(SoC)设备。
13.如权利要求12所述的处理器,进一步包括:
系统代理(SA),其包括通信上耦合到所述第一核和第二核的总线,
其中,所述总线被设计成原生地发送去往和来自所述第一核的消息。
14.如权利要求12和13中任何一项所述的处理器,进一步包括:
总线桥,其耦合在所述第二核和所述总线之间,
其中,所述总线桥转换在所述第二核和所述总线之间发送的消息。
15.如权利要求12到14中任何一项所述的处理器,其特征在于,所述SA进...

【专利技术属性】
技术研发人员:H·T·陈L·陈C·林S·罗H·G·田R·G·王TF·倪
申请(专利权)人:英特尔公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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