電子發燒友網12月“處理器與DSP特刊”火熱下載中，缺你怎可！

　　18世紀的發明家查爾斯·巴貝奇（Charles Babbage）是開路先鋒。盡管他發明的“差分機”重達五噸，擁有20，000多個運動零件，這臺機器仍然是卓越非凡的發明物，因為它是可以重復編程的。對于所有硬件而言，它便是從中脫穎而出的神奇軟件。

　　在現代，全球工程設計團隊的調查顯示，他們編寫軟件的時間要比創造硬件的時間更多。工程設計公司雇傭的程序員也比工程師數量更多，而且開發人員在選擇MPU芯片之前，絕大多數都會首先選擇運行芯片的軟件環境。他們營銷部門的同事深知，軟件可以提供令產品卓然不群最為直接的捷徑。原始代碼可以提供“附加值”：獨一無二的要素可以令一種產品在魚龍混雜和快速發展的市場中脫穎而出。

　　這不是說硬件并不重要：恰恰相反。硬件設計的重要性實際上已經變得顯而易見。硬件需要快速推出，性能經過優化可以實現開箱即用，并且具備軟件意識。

　　接下來的步驟

　　如果MPU只是達到目的的手段——即釋放現有軟件基礎能力的途徑或者鑰匙——接下來重要的一步便是選擇正確的鑰匙。十分普及的處理器架構（例如Intel? x86）可以提供豐富的x86軟件配置，其中大多數都為個人計算機市場開發。同樣，Power Architecture?、ARM?或者MIPS架構都配置包含了各自軟件“俱樂部”的成員。如果目的是為了運行個人計算機軟件，x86處理器屬于必備的選擇。對于嵌入式或者工業市場而言，開發人員的選擇方案則更加靈活。

　　當大多數程序仍然采用匯編語言編寫的時代，處理器的選擇也決定了程序員的選擇。開發人員專門致力于各種不同的CPU指令集，勤奮鉆研他們各自首選的ISA。代碼本身與編寫代碼的人才相比同樣一樣不易轉換移植；為一個處理器系列編寫的軟件對于另一個處理器系列完全無用，除非作為下一次的實例解釋如何構建代碼。編碼的捍衛者會為匯編語言辯護，聲稱它的高效與快速，而他們的業務經理通常會嘲笑它開發緩慢、過度臃腫、只能針對于一種硬件平臺、難以移植，對于沒有深入原始開始工作的人員而言太過神秘莫測。

　　理想情況下，軟件可以實現快速和高效性，同時可以快速輕松地進行開發與維護。沒有技術已經實現這種理想的情況，盡管已經實現了匯編水平編程的過渡，向更高水平的語言（例如C語言）邁進，這提供了極大程度的幫助。如今，不到10%的嵌入式開發人員還在普遍使用匯編語言；超過70%的開發人員幾乎只在使用C或C++語言。可移植操作系統對此也有幫助。特別是Linux?適用于幾乎所有處理器架構和所有硬件配置，使它成為了嵌入式開發人員近乎通用的平臺。

　　在可移植編程語言和通用平臺之間，這個行業比以往任何時候都更有可能實現代碼效率（從運行時性能角度考慮）和開發效率（從成本、上市時間和可維護性角度考慮）之間的理想平衡。性能與靈活性和易用性之間的平衡成為了嵌入式處理器供應商之間爭相競逐的領域。這便是軟件感知架構變得至關重要的原因所在。軟件感知架構是幫助客戶通過性能優化的代碼庫和（便于實施的）軟件，可以充分利用和輕松挖掘架構能力和功能的一種平臺。

　　Layerscape架構介紹

　　Layerscape架構是下一代QorIQ LS系列片上系統（SoC）的底層系統架構。從一開始便旨在充分利用新的開發、提取和效率現實條件（從字面的雙重含義理解），Layerscape架構的創建是為了讓程序員找到極為輕松的方式“釋放”每一塊芯片的性能。該架構延伸了當前向多核芯片設計發展的趨勢（包含同構和異構），以獲得性能最大化，同時也可以提取足夠的復雜硬件，以便讓軟件開發變得高效、可維護、靈巧、快速和相對簡潔。簡而言之，Layerscape架構可以實現手寫匯編語言代碼的性能和效率與高等級語言易用性和現代代碼可維護性之間的平衡。

　　Layerscape架構可以視為QorIQ P和T系列內數據路徑加速架構（DPAA）的演進——這是一種由多個CPU內核與加速器本身支持網絡接口和加速器的基礎設施。

　　Layerscape架構方框圖
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　　圖1. 所有LS系列芯片都采用邏輯方式（盡管并非總是從物理角度）被劃分為三個層次。最高層包括任意類型的處理器，例如基于Power Architecture或者ARM技術的處理器。向下一層可以通過緩沖區、隊列和API訪問，能夠提取實施項目的詳細信息。