老莫

以软制硬,以硬助软:在芯片中嵌入处理器的两种形式(一)

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最近在干几个事情,一个是写书,还不止一本书。有些是之前欠债的,有些是后来新接下来的。同时最近也在继续做一些研究和项目。有一些问题经过思考之后,有一些想法,先写出来和大家分享。

首先来谈一下SoC(片上系统)相关的内容。或者说讲一下如何在芯片中嵌入处理器这个问题。

以我对SoC认识,我认为SoC主要是从两个方面来设计:以软制硬,以硬助软。所谓以软制硬,就是通过处理器运行软件来控制硬件的一些参数、状态甚至是运行过程。而以硬助软则是通过设计一些硬件加速器,来提升整体的运算性能和能效。

通常我们见到的SoC是第二种,也就是以硬助软的。最典型的应用就是手机芯片中以特定的基带处理器、AI处理器、图像处理器等专用处理硬件,来卸载主处理器的功能。在这种设计方向来看,主要考虑的是软件与硬件协同的设计。而第一种虽然不太为大家所熟悉,但却早已被大量的应用。本质上在在工业应用领域经常用到的“嵌入式系统”其实大部分的是第一种设计方式。而在芯片设计这个层面,采用第一种设计的主要目的是去替代复杂状态机。而由于加入了处理器之后,整个芯片就变得更为“智能”。

那么在接下来的时间里面,我讲选讲部分论文,来讨论这两种模式中如何去嵌入处理器。