多核網(wǎng)絡(luò)處理器及其開發(fā)考慮成為關(guān)注焦點(diǎn)

如何在多核之間分割代碼變成一項(xiàng)極為艱難的決定，無論是使用SMP、AMP還是兩者的結(jié)合形式。很多的單核應(yīng)用必須將數(shù)據(jù)平面和/或控制平面功能從單核處理器分離到多核方案里。而了解分布軟件的選擇則變得重要。

一些工程師覺得多核NP在做交換時(shí)效果很好，但其在更高層應(yīng)用的效果并不理想。對此，飛思卡爾的Jeffrey Ho認(rèn)為當(dāng)多核處理器超過4個(gè)內(nèi)核的時(shí)候，互連性能的瓶頸必須得到優(yōu)化，這樣才允許架構(gòu)可以擴(kuò)展到8內(nèi)核甚至是16內(nèi)核以上;同時(shí)，Jeffrey Ho指出多核NP現(xiàn)在的確是出現(xiàn)了編程問題的瓶頸，傳統(tǒng)NP和嵌入多核產(chǎn)品由于缺少編程能力以及基礎(chǔ)工具和驅(qū)動(dòng)，因此源代碼庫對于L1和L2功能非常高效，但對于多核NP的高層應(yīng)用則無法得到優(yōu)化。此外，AMCC集成通信產(chǎn)品業(yè)務(wù)部副總裁兼總經(jīng)理Daryn Lau則認(rèn)為4個(gè)內(nèi)核以上的NP是無法達(dá)到平衡的，而使用雙核NP則可分別對數(shù)據(jù)平面和控制平面進(jìn)行高效的管理，因此雙核NP有望成為未來的主流。

為多核NP選擇合適的開發(fā)平臺和工具

具體說到嵌入式操作系統(tǒng)對于多核NP軟件的開發(fā)，常常是把Linux與風(fēng)河的VxWorks相提并論。這兩種操作系統(tǒng)各有其適應(yīng)性，在不同的情況下都會(huì)發(fā)揮各自的優(yōu)勢。Linux的優(yōu)勢之一是這種操作系統(tǒng)不僅在設(shè)備軟件領(lǐng)域得到應(yīng)用，而且在許多服務(wù)器環(huán)境中得到大量應(yīng)用，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備常常需要與高層管理軟件配合使用，因此在某些情況下，如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備本身和其上層的管理軟件都是由Linux編寫的，在集成性方面有可能會(huì)有一些便利性。

Linux的應(yīng)用范圍將會(huì)很廣，但設(shè)備嵌入式軟件開發(fā)與PC或服務(wù)器軟件開發(fā)最大的不同之處之一就是與硬件的相關(guān)性，PC或者服務(wù)器基本上是在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的硬件環(huán)境中運(yùn)行，而設(shè)備軟件的運(yùn)行環(huán)境有很大的差異，所以應(yīng)該從產(chǎn)品研發(fā)和適用的環(huán)境去分析和判斷一個(gè)產(chǎn)品應(yīng)該采用Linux還是VxWorks來作為開發(fā)和運(yùn)行平臺。選擇了Linux的開發(fā)人員應(yīng)該非常注意：到底要用多長的時(shí)間、人力和資源來維護(hù)和集成Linux平臺和工具，又可以用多長的時(shí)間、人力和資源來開發(fā)屬于自己的產(chǎn)品?因?yàn)長inux是開發(fā)源代碼的，可以自行從源代碼社區(qū)獲得所有的操作系統(tǒng)、開發(fā)工具和中間件，然后自己再把這些不同的部分集成起來，但這些工作一定會(huì)消耗大量的人力、時(shí)間和其他資源。從目前的狀況來看，大多數(shù)公司為了集中開發(fā)自身產(chǎn)品的獨(dú)特功能，目前還是選擇從開發(fā)工具提供商那里直接獲得集成、測試、驗(yàn)證好的集成化Linux開發(fā)平臺套件。

風(fēng)河中國區(qū)總經(jīng)理韓青指出，在多核處理器開發(fā)中選擇什么樣的OS雖然重要，但是選擇什么樣的開發(fā)與調(diào)試工具更重要。多核開發(fā)人員總是都期望有一種工具，能夠把已經(jīng)為單核處理器開發(fā)的軟件直接轉(zhuǎn)換成可以在多核環(huán)境中運(yùn)行的軟件。雖然有些廠商也宣稱，只要把用戶原有的單核處理軟件直接運(yùn)行在自己的多核處理器上就可以大幅度提升性能，但到目前為止，甚至在今后一段時(shí)期內(nèi)，這種期望都是不現(xiàn)實(shí)的。從目前的技術(shù)手段來看，要充分利用多核處理技術(shù)帶來的好處，例如獲得更高的處理性能、更有效的電源利用率，或者縮小裝置的體積，最有效的方法仍然是“調(diào)試”，也就是通過不斷的試驗(yàn)來“發(fā)現(xiàn)”和“優(yōu)化”自己的算法。因此，擁有高效率的調(diào)試工具，是目前充分利用多核處理技術(shù)的最佳捷徑。

風(fēng)河的Workbench是目前唯一能夠同時(shí)支持VxWorks、Linux和其他專用操作系統(tǒng)的跨平臺IDE，其可同時(shí)支持多任務(wù)、多線程、多進(jìn)程、多 CPU、多板調(diào)試等。而風(fēng)河的JTAG解決方案使開發(fā)人員能夠同時(shí)停止或者啟動(dòng)任何內(nèi)核，在一個(gè)或者多個(gè)內(nèi)核上設(shè)置斷點(diǎn)(包括條件斷點(diǎn))。開發(fā)人員可以在諸如硬件Bring-Up、內(nèi)核、中間件和其他應(yīng)用功能調(diào)試的時(shí)候采用JTAG連接。另外，Workbench Eclipse還支持基于代理的調(diào)試方式幫助開發(fā)人員在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)平滑地轉(zhuǎn)移到基于代理的調(diào)試，而這些調(diào)試工作都是圍繞著同一個(gè)應(yīng)用進(jìn)行的。

本文小結(jié)

數(shù)據(jù)、語音和視頻以及多功能的融合將驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施市場，高網(wǎng)絡(luò)帶寬和更高業(yè)務(wù)質(zhì)量需求最終也將推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)處理器的發(fā)展及其市場，但基于多核NP的開發(fā)面臨挑戰(zhàn)。本文介紹了網(wǎng)絡(luò)處理器是如何幫助滿足網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的爆炸性需求，另外還闡述了有助于采用多核NP進(jìn)行開發(fā)的觀點(diǎn)并介紹了相應(yīng)的開發(fā)工具。