太速科技 -VPX 標(biāo)準(zhǔn)
新型 VPX(VITA 46)標(biāo)準(zhǔn)是自從VME引入后的25年來，對于VME總線架構(gòu)的最重大也是最重要的改進(jìn)。它將增加背板帶寬，集成更多的I/O，擴(kuò)展了格式布局。
目前，VME64x已經(jīng)不能滿足國防和航空領(lǐng)域越來越高的性能要求和更為惡劣環(huán)境下的應(yīng)用。許多應(yīng)用，例如雷達(dá)，聲納，視頻圖像處理，智能信號處理等，由于受到VME64x傳輸帶寬的限制，系統(tǒng)性能無法進(jìn)一步提高。急需要一種新體制的總線，替代現(xiàn)有的VME64x總線，以提高系統(tǒng)傳輸帶寬。
VITA 46基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)由VITA46.0（基礎(chǔ)協(xié)議）和VITA46.1（VME連接）描述，也稱為VPX，并成功地于2006年一月引入。這是一個(gè)里程碑，因?yàn)槲覀兛梢源_信VITA46標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)出來了。下一步是完成最終文檔，并且提交ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)化組織）得到正式ANSI批準(zhǔn)。
VPX總線是VME技術(shù)的自然進(jìn)化，它采用高速串行總線替代并行總線是其的最主要變化。VPX采用RapidIO和Advanced Switching Interconnect等現(xiàn)代的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行交換結(jié)構(gòu)，來支持更高的背板帶寬。這些高速串行交換可以提供每個(gè)差分對兒250MBytes/sec的數(shù)據(jù)傳輸率。如果4個(gè)信道最高1 GBytes/sec的理論速率。VPX的核心交換提供32個(gè)查分對兒，組成4個(gè)4信道端口，每個(gè)信道都是雙向的（一發(fā)送差分對兒，一接收差分兒）。VPX模塊的理論合計(jì)帶寬為8 GB/sec。
當(dāng)今基于VME總線雷達(dá)系統(tǒng)陣列中的每個(gè)系統(tǒng)處理器，都必須等待輪到該處理器獲得總先后才能發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣不僅僅使處理器終止了對當(dāng)前數(shù)據(jù)塊的處理，同時(shí)還終止了處理器對輸入數(shù)據(jù)的處理。
交換結(jié)構(gòu)使所有數(shù)據(jù)流暢通無阻，來解決這一問題，這樣減小了處理延遲和輸入數(shù)據(jù)流的中斷。
StarFabric是一個(gè)串行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，他利用現(xiàn)有的VME-64背板鏈接嵌入式多處理器。可是，VME64X接口的物理特性限制限制了它將來的發(fā)展。在VITA46開發(fā)以前，雷達(dá)系統(tǒng)開始面臨主卡的性能的制約。VME主卡其中兩個(gè)最嚴(yán)重的限制是每個(gè)插槽上通過信號針的數(shù)據(jù)量限制，以及嚴(yán)重的功率浪費(fèi)。VITA46通過采用高速連接器和支持先進(jìn)的交換結(jié)構(gòu)，著重解決了這兩個(gè)問題。
由于采集的數(shù)據(jù)頻率越高，圖像效果越好。隨著雷達(dá)數(shù)據(jù)管道變得越來越大，VPX將成為解決這些新需求的新技術(shù)。
VPX采用了由Tyco公司開發(fā)出了模塊化的VPX RT2連接器，該連接器內(nèi)含可控阻抗，低插入損耗，在最高6.25 Gbaud下，串?dāng)_小于3%。Tyco公司生產(chǎn)的獨(dú)特的新7排RT2連接器，與級聯(lián)塊兒和鍵一起，實(shí)現(xiàn)VITA 46模塊和背板設(shè)計(jì)。VITA 46選擇RT2連接器的目的是為了解決以下問題：
&# 8226; 連接器必須可以發(fā)送信號至少5 Gbits/sec
&# 8226; 連接器必須提供充足的I/O，適應(yīng)現(xiàn)代主卡上日益增加的功能。
&# 8226; 連接器的尺寸必須能夠滿足VME標(biāo)準(zhǔn)長度，以便可以安裝PMC模塊，能夠保證0.8英寸的板間距。
&# 8226; 連接器系統(tǒng)必須足夠牢固，這樣在軍事/航空系統(tǒng)的惡劣環(huán)境中才能應(yīng)用。
VITA 46模塊插入和拔出力量與VME64X模塊相近。這是因?yàn)殡m然VITA46擁有更多的接觸點(diǎn)，但是Tyco公司的MultiGig RT2連接器使得每個(gè)接觸點(diǎn)壓力降低而又能保證充分的接觸。以上結(jié)論都是建立在連接器機(jī)械結(jié)構(gòu)評估和測試基礎(chǔ)上得來的。
VITA 46 工作組對最終交付使用的VPX連接器，為VPX模塊標(biāo)準(zhǔn)做了大量的測試認(rèn)證。這些測試再現(xiàn)了一些最苛刻的環(huán)境測試，執(zhí)行了板級標(biāo)準(zhǔn)。
主要環(huán)境參數(shù)測試包括如下：
&# 8226; 振動及顫動
&# 8226; 溫度
&# 8226; 適度
&# 8226; 沙塵
&# 8226; 耐久
&# 8226; 靜電保護(hù)
VPX擁有著更多的I/O能力，其數(shù)量幾乎是64X類型卡的兩倍。所有的I/O針都有千兆傳輸能力，最高到6.25 Gig/Sec。并且有輔助的VITA 48標(biāo)準(zhǔn)選擇，使得每個(gè)插槽可以插更高功率的板子。與傳統(tǒng)的VME技術(shù)比VPX的針腳數(shù)要多，一般的6U VPX模塊可以提供：
總共707個(gè)非電源電觸電
總共464個(gè)信號：
64個(gè)信號，用于核心交換的32個(gè)高速差分對
104個(gè)信號，用于實(shí)現(xiàn)VME64的
268個(gè)通用用戶I/O，其中包括128個(gè)高速差分對兒。
28個(gè)信號，用于作系統(tǒng)信號（重啟，JTAG，尋址等），其余未使用。
VPX提供最高32個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換針，這些針的作用：
&# 8226; 得到更多的吞吐量
&# 8226; 提升性能
&# 8226; 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
&# 8226; 減少插槽數(shù)
&# 8226; 無需交換插槽
&# 8226; 節(jié)省空間和降低重量
VPX改進(jìn)了電源供電。5V最高可達(dá)115W，12V最高可達(dá)384W，48V最高可達(dá)768W。
如此大功率的電源，允許板子集成更多的功能�？蛇x的更高的電壓輸入，可以減少背板的電流，降低重量和降低電子兼容問題產(chǎn)生。
新串行交換結(jié)構(gòu)技術(shù)使得軍用和航空嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)得到更高的性能，同時(shí)減少系統(tǒng)成本和重量。如今有多種高性能交換結(jié)構(gòu)技術(shù)可供選擇。這其中的三個(gè)——Gigabit Ethernet (GbE), Serial RapidIO (SRIO), and PCI Express (PCIe)尤其突出，優(yōu)點(diǎn)最多。GbE是基于IP數(shù)據(jù)通信的標(biāo)準(zhǔn)，無論是平臺間網(wǎng)絡(luò)還是在同一個(gè)背板中的子系統(tǒng)。SRIO是DSP應(yīng)用中高密度多處理簇互聯(lián)的最好方式。第三種，PCIe事實(shí)上已經(jīng)是，核心處理器到外圍設(shè)備高帶寬數(shù)據(jù)流傳輸應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。圖1展示了嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的概念。
因?yàn)椴豢赡苡幸环N網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)可以滿足國防和航空嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域中所有的需求，所以Curtiss-Wright公司提出了分層（hierarchy）解決方案——使用GbE作為平臺間網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，并且使用SRIO和PCIe作為底板總線交換網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。使用這種方式，國防和航空系統(tǒng)集成商可以在他們系統(tǒng)中應(yīng)用交換結(jié)構(gòu)技術(shù)。
GbE，SRIO以及PCIe各有優(yōu)勢，如果將這些交換結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起應(yīng)用于嵌入式軍用系統(tǒng)中，將形成功一種新的能強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過應(yīng)用，主要的芯片，板子大量真實(shí)評估，以及主板整體設(shè)計(jì)，一種被稱為VPX新的高性能底板問世。無論客戶應(yīng)用采用分布的、集中的，還是混合的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種存在多種網(wǎng)絡(luò)交換的計(jì)算平臺，允許用戶選擇最合適的網(wǎng)絡(luò)來滿足系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)。
GbE可以應(yīng)用于松散耦合系統(tǒng)的鏈接，SRIO, PCIe,或兩個(gè)結(jié)合使用適合于處理器，外圍設(shè)備以及板卡之間的緊密耦合通信簇。用戶可以使用1/10GbE交換網(wǎng)絡(luò)建立Intra-Platform Network(IPN)來有效的傳輸IPv4/v6信息包，用戶可以使用標(biāo)準(zhǔn)的電纜連接不同的系統(tǒng)，或者通過標(biāo)準(zhǔn)底板進(jìn)行板子與處理器間傳輸（參看圖1）。SRIO更適用于組建網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)字信號處理器應(yīng)用，PCIe更適用于核心處理器到外圍設(shè)備的高帶寬數(shù)據(jù)傳輸。
2.1 高性能網(wǎng)絡(luò) 1/10 Gbe 交換
以太網(wǎng)是目前最普遍的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)通信的起始和重點(diǎn)都有以太網(wǎng)連接。這種商業(yè)領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用正在影響軍用市場，找到某種方式將網(wǎng)絡(luò)中心引入加固國防應(yīng)用市場。
Network Centric Warfare (NCW)學(xué)說的實(shí)現(xiàn)推動了高帶寬、高可靠的IP網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)場通信的發(fā)展。隨著國防部對利用現(xiàn)有資源無縫連接到全球網(wǎng)絡(luò)的迫切需求，1-GbE網(wǎng)絡(luò)交換已經(jīng)成為鏈接機(jī)箱和鏈接板子，組建今天高帶寬IP平臺網(wǎng)絡(luò)的首選。
將來的技術(shù)轉(zhuǎn)向1/10Gbe網(wǎng)絡(luò)是很自然的事情，它是一種高速網(wǎng)絡(luò)的解決方案，足可以滿足日益增長的苛刻應(yīng)用需求。為了滿足有效地在平臺資源間傳輸音頻，視頻，控制及管理數(shù)據(jù)的需求，支持IPv4/v6的1/10 Gbe提供了統(tǒng)一的方法來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸。
通過簡單的在原來系統(tǒng)上增加交換機(jī)或PMC交換卡，在VME64x機(jī)箱里組建星型或雙-星型網(wǎng)絡(luò)來升級原有系統(tǒng)。采用VPX背板的新系統(tǒng)不僅可以允許1 GBE接口，還可以允許10 GBE接口通過背板路由，這樣很容易增加網(wǎng)絡(luò)帶寬。
對于高性能網(wǎng)絡(luò)，VPX系統(tǒng)采用類似于VME64X系統(tǒng)的集中交換結(jié)構(gòu)，（例如一個(gè)VPX交換/路由卡或者一個(gè)X/PMC交換卡）通過GbE連接機(jī)箱中的板子，機(jī)箱可以采用銅或者光介質(zhì)鏈接，組建分布式或集中式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（參看圖2）
雖然有很多現(xiàn)行的GbE標(biāo)準(zhǔn)，其中的最流行的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和特性包括：
1000BaseT，一般用于銅介質(zhì)背板進(jìn)行板間或處理器間通信。1000BaseSX(1 Gb/s)一般用于光介質(zhì)傳輸。XAUI一般用于堆棧或者作為數(shù)據(jù)干路的10 GbE交換卡。
每個(gè)GbE接口是10 Mb/s, 100 Mb/s,和1 Gb/s自適應(yīng), 或者通過鏈接代理得到多種速率，提供高性能連接。
以太網(wǎng)未來的標(biāo)準(zhǔn)將會發(fā)展到背板上支持802.3ap (一個(gè)信道的1000Base,四個(gè)信道的10GBaseKX4以及一個(gè)信道的10GBaseKR)。
新一代1/10 GbE交換芯片將很快投入市場，每個(gè)口運(yùn)行速度可以在1,2.5,5,和10 Gb/s。
優(yōu)化的1和10 GbE NIC芯片即將投入市場，它可以通過遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(RDMA)和TCP卸載引擎（TOE)消除網(wǎng)絡(luò)瓶頸(舉例來說：一個(gè)10 GbE RDMA/TOE NIC芯片可以達(dá)到800-MBytes/s，并且占用最小的處理器周期進(jìn)行大的數(shù)據(jù)傳輸)
由于采用RDMA和TOE技術(shù)減輕了1/10 GbE終端節(jié)點(diǎn)的瓶頸和TCP/IP協(xié)議握手所花費(fèi)的處理器額外負(fù)載，使得GbE還可以應(yīng)用到低延遲，高吞吐量和確定操作的嵌入式高性能聚合應(yīng)用中。
在商業(yè)領(lǐng)域中，1 GbE 和10 GbE 能否迅速的應(yīng)用到大多數(shù)主要的軍用平臺的決定因素，是降低成本提高性能。
SRIO, 高速串行交換結(jié)構(gòu)技術(shù)，正在多處理器信號處理應(yīng)用例如雷達(dá)，聲納，自動目標(biāo)識別以及信號智能等高性能數(shù)據(jù)傳輸扮演越來越重要的角色。SRIO綜合了許多的重要特性，使它比PCI Express和以太網(wǎng)更適合組建大量的處理器間通信的大型多處理器系統(tǒng)。采用傳統(tǒng)的StarFabric或者Race++連接技術(shù)構(gòu)造系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們發(fā)現(xiàn)，他們的下一代產(chǎn)品如果使用基于SRIO產(chǎn)品開發(fā)會很容易成功。SRIO特性包括：
每組包括一個(gè)發(fā)差分兒送及一個(gè)接收差分兒（稱為一個(gè)信道）1.25,2.5,或者3.125 Gb/s信號速率，每個(gè)信道單方向最高可以到312.5 Mbytes/s
每個(gè)SRIO口可以有一個(gè)或者四個(gè)信道， 每個(gè)口單方向最高的理論數(shù)據(jù)速度為1.25Gbytes/s
8B/10B編碼以，端對端封包CRC校驗(yàn)
四級優(yōu)先權(quán)
采用消息和門鈴方式進(jìn)行有效的處理器間通信。用于高可靠應(yīng)用的冗余路由。
SRIO在建立多處理器系統(tǒng)時(shí)，與同類產(chǎn)品相比較有很多不同。SRIO為點(diǎn)對點(diǎn)通信設(shè)計(jì)，支持尋址模型，支持消息傳輸?shù)确绞酱_保高效、快速的數(shù)據(jù)傳輸。串行RapidIO系統(tǒng)可以構(gòu)造任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這對構(gòu)建變化多端的數(shù)據(jù)流DSP系統(tǒng)是非常重要的。
最近軍事及航空信號處理市場最重要的變化是VPX模塊格式的引入。VPX格式協(xié)議（包含VITA 46及附件VPXREDI/ VITA 48）利用現(xiàn)代高速串行接口的性能，建立了一個(gè)新的COST標(biāo)準(zhǔn)。VSO組織標(biāo)準(zhǔn)定義了VME-以及cPCI-兼容的3U-和6U-尺寸模型，使用當(dāng)今高速串行網(wǎng)絡(luò)比如說SRIO的信號速度的現(xiàn)代背板連接器。VPX標(biāo)準(zhǔn)基于“核心網(wǎng)絡(luò)”連接器的概念，充當(dāng)板間通信媒介，也就是我們常說的“交換串行背板”。在VPX中，核心網(wǎng)絡(luò)包含4個(gè)四信道 SRIO口。在SRIO 3.125 Gb/s的信號速率時(shí)，VPX板可以訪問5 Gbytes/s發(fā)送和5 Gbytes/s接收，總共10 Gbytes/s的通信帶寬。當(dāng)前，幾個(gè)領(lǐng)先的嵌入式廠商包括Curtiss-Wright已經(jīng)發(fā)布基于SRIO連接的VPX產(chǎn)品。標(biāo)準(zhǔn)的6U格式，參看圖3
PCIe接口普遍應(yīng)用于商用桌面電腦，筆記本及服務(wù)器中。在大量PC應(yīng)用中，PCIe的普及有助于降低PCIe交換芯片和PCIe外圍設(shè)備的成本。尤其最近，PCIe開始移植到先進(jìn)的單板計(jì)算機(jī)和數(shù)字信號處理器模塊中，部署于軍用及航空應(yīng)用設(shè)計(jì)中。由于在PC市場的普及，使得低成本成為優(yōu)勢，技術(shù)上說，PCIe確實(shí)是一種先進(jìn)的連接技術(shù)。它的主要特性包括：
點(diǎn)對點(diǎn)通信：每個(gè)鏈接（點(diǎn)對點(diǎn)連接）可由1，2，4，8，16，或者32信道組成。
每個(gè)lane由一個(gè)傳輸和一個(gè)接收對兒組成，發(fā)信為2.5Gband，理論上數(shù)據(jù)速率為每信道每方向250Mbytes/s，或8信道總合數(shù)據(jù)速率為4 Gbytes/s。
每個(gè)數(shù)據(jù)位采用8B/10B編碼和每個(gè)信息包端對端CRC提供充分的錯(cuò)誤校驗(yàn)。
它的信息包承認(rèn)協(xié)議，在錯(cuò)誤時(shí)自動重發(fā)，提供端對端可靠數(shù)據(jù)傳輸不需要軟件控制。
數(shù)據(jù)流劃分優(yōu)先次序
它的物理層強(qiáng)制位不規(guī)則性來降低EMI（消除長序列1或者0，目的是消除長電平，強(qiáng)制方波）
它的電信號層采用了pre-emphasis/de-emphasis來優(yōu)化信號完整性，允許低印刷電路和接頭原料成本
商業(yè)PC市場出現(xiàn)了基于PCIe的各種各樣的板子，這些基于PCIe的模塊的標(biāo)準(zhǔn)包括：
標(biāo)準(zhǔn)桌面PC的PCI Express卡
ExpressCard模塊將替代現(xiàn)今的PCMCIA。
PICMG 3.4 (PCIe on AdvancedTCA)
PICMG EXP.0 (CompactPCI Express)
PICMG AMC.1 (PCIe on Advanced Mezzanine Card)
EPIC Express標(biāo)準(zhǔn)，來自PC/104 Consortium
由VITA標(biāo)準(zhǔn)組織(VSO)定義的，廣泛應(yīng)用于嵌入式軍事/航空領(lǐng)域中，基于PCIe的模塊標(biāo)準(zhǔn)，以前發(fā)布了幾個(gè)版本。包括先前提及的VPX和VITA 42。VITA 42（也稱為VMC“交換Mezzanine卡”）是廣泛應(yīng)用在VME和CompactPCI PMC格式的擴(kuò)展。VITA42通過在模塊上增加兩個(gè)高速接頭，擴(kuò)展了最初的PMC協(xié)議，VITA42.3補(bǔ)充協(xié)議定義了PCIe到新的XMC接頭的映射。這樣，兼容VITA42.3-主卡和mezzanine卡可以通過PCIe進(jìn)行多個(gè)gigabyte/s交換數(shù)據(jù)，VITA42 可以應(yīng)用于諸如高解析度圖像引擎和G sample/秒模擬的數(shù)據(jù)采集模塊等高級應(yīng)用。
新的VPX模塊標(biāo)準(zhǔn)同樣采用了PCIe。圖4是代表性的VPX模塊，圖解了Tyco Multigig RT2背板接頭和兩個(gè)VITA XMC插槽。
如今國防和航空系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們在選擇他們下一代DSP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)有著很多的選擇。DSP和通用處理器市場充斥著各種構(gòu)架的處理器，包括MIPs, X86, ARM和Power構(gòu)架等產(chǎn)品，他們擁有不同的性能、功率和價(jià)格。在眾多選擇中，Power構(gòu)架成為了能滿足軍用航空系統(tǒng)需求的少數(shù)處理器之一。為什么這個(gè)90年代初才引入的構(gòu)架能一直牢牢把握這個(gè)特殊市場呢？他未來還能一直領(lǐng)導(dǎo)這個(gè)市場嗎？Power構(gòu)架的演變過程瞄準(zhǔn)嵌入式應(yīng)用，一直保持低功率、高性能的特點(diǎn)。該構(gòu)架還將繼續(xù)演變，以適應(yīng)未來更復(fù)雜的應(yīng)用。
最初的PowerPC構(gòu)架是由蘋果，IBM和摩托羅拉公司共同研制的，他針對IBM公司的RISC(Power)構(gòu)架處理器進(jìn)行了優(yōu)化和增強(qiáng)。雖然最早的PowerPC構(gòu)架針對桌面系統(tǒng)，但是他優(yōu)化了指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（ISAs），使其適用不同的應(yīng)用。Book E是其ISA指令集之一，他是針對嵌入式市場設(shè)計(jì)的指令集。他只包括一條Book，性能和功耗在嵌入式應(yīng)用市場是同樣的重要，該指令集很好的平衡了這兩者，使處理器能夠應(yīng)用到A&D系統(tǒng)。從那時(shí)起，向量處理和電源管理的創(chuàng)新使得PowerPC構(gòu)架又演化成Power構(gòu)架，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師能夠平衡性能和功率因素。
AltVec單指令多數(shù)據(jù)（SIMD）指令集是重要改進(jìn)之一，并最終使其演化成Power構(gòu)架。這個(gè)擴(kuò)展功能于1999年引入，AltVec作為MPC74xx處理器的一部分，蘋果公司的G4 Macintosh系列電腦采用了這款處理器。這個(gè)革命也為DSP世界帶來了突破，用戶除了專用DSP芯片有更多的選擇，因?yàn)锳ltVec技術(shù)使得處理器內(nèi)核進(jìn)行向量處理。許多軍事應(yīng)用要求支持浮點(diǎn)運(yùn)算，AltiVec技術(shù)可以提供，因?yàn)楦浑娫此惚榷c(diǎn)運(yùn)算效率更高，但一般需要額外的硬件。軍事和航空應(yīng)用不像一般的電子應(yīng)用對成本非常敏感，這些應(yīng)用對執(zhí)行效率和支持浮點(diǎn)運(yùn)算提出更高的要求。有趣的是直到Power.Org官方將AltiVec寫進(jìn)ISA2.0.3發(fā)布版本，在這之前他從來就沒有作為PowerPC構(gòu)架的一部分。
表一
今天，對于很多航空和國防DSP應(yīng)用，AltVec技術(shù)都是一種標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)方法。他支持多種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。專用DSP芯片由于不支持標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，采用專用DSP芯片比Power構(gòu)架技術(shù)編程更加困難。Power構(gòu)架允許系統(tǒng)集成師利用大量的第三方供應(yīng)商提供的高級的工具。
Power構(gòu)架另外一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是低功耗。隨著需求的增長，要求在VME和VPX系統(tǒng)中有限空間內(nèi)部署更多的處理器，Power構(gòu)架技術(shù)開發(fā)商開始在一個(gè)芯片內(nèi)集成更多的處理器內(nèi)核。例如Freescalse的 MPC8641D雙核處理器就是這樣的處理器。雙核處理器可以釋放出雙倍的性能，但與兩個(gè)單核處理器比較卻降低了電源消耗。將更多的功能集成到一個(gè)芯片，板子上芯片數(shù)量降低從而提高了可靠性和性能。這也節(jié)約了板子空間，要知道班子空間對軍事和航空設(shè)計(jì)師是非常重要的。另外，這樣可以解決更高級的系統(tǒng)功率，因?yàn)閱蝹�(gè)芯片更強(qiáng)大，集成更多的功能。
Power構(gòu)架技術(shù)在不斷的演化，滿足SwaP（空間，重量和功率）日益增長的需求，適應(yīng)雷達(dá)和信號處理等應(yīng)用。我們可以發(fā)現(xiàn)Power構(gòu)架技術(shù)關(guān)鍵的改進(jìn)在于包含多個(gè)內(nèi)存控制器。這些內(nèi)置的內(nèi)存控制器，降低了傳輸延遲，增加內(nèi)存總線的帶寬，從而提高了系統(tǒng)的速度。這在大量消耗DRAM開款的DSP系統(tǒng)中非常重要，因?yàn)檫@樣的系統(tǒng)總是頻繁的從DRAM中讀數(shù)據(jù)，處理大量的輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)高性能內(nèi)核等待從內(nèi)存讀取輸入數(shù)據(jù)時(shí)是不工作的，此時(shí)沒有處理數(shù)據(jù)的能力。例如，Curtiss-Wright公司的CHAMP-AV4 VME DSP引擎使用Power構(gòu)架技術(shù)的MPC7448處理器。采用Marvell Discovery III內(nèi)存橋片，驅(qū)動125MHz DDR內(nèi)存接口，峰值2GB/s。最新的CHAMP-AV6 VPX DSP引擎使用DDR2內(nèi)存，以兩倍速度運(yùn)行，并且擁有兩個(gè)bank（Discovery III一個(gè)），這樣內(nèi)存速度提高了4倍。
隨著應(yīng)用需求的不斷變化，圖像處理系統(tǒng)需要龐大的、可升級的多處理器系統(tǒng)。Power構(gòu)架技術(shù)與x86構(gòu)架處理器比較最大的優(yōu)點(diǎn)在于內(nèi)置支持Serial RapidIO互聯(lián)技術(shù)。Serial RapidIO互聯(lián)不像GbE和PCIe互聯(lián)，他可以組建仲裁拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。Serial RapidIO使用終端和交換模式，是一種真正的點(diǎn)到點(diǎn)多處理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。終端是處理器自己，他通過鏈接一個(gè)或多個(gè)Serial RapidIO交換器與其他終端通信。這些終端和交換器共同構(gòu)成Serial RapidIO網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)。
Serial RapidIO不像其他互聯(lián)技術(shù)，他不要求使用專門的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這是非常靈活的，能夠組建很大的系統(tǒng)，最多可達(dá)65536個(gè)節(jié)點(diǎn)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出絕大多數(shù)COST系統(tǒng)需求。在多處理器應(yīng)用中，理想的假定是系統(tǒng)中的處理器高速、平等的彼此互聯(lián)，沒有一個(gè)處理器具有特殊屬性，不像PCI/PCI Express系統(tǒng)，有一個(gè)處理器作為根節(jié)點(diǎn)。MPC8641D的Serial RapidIO接口和支持Serial RapidIO的交換芯片，使得板子設(shè)計(jì)師采用新VPX(VITA46)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮帶寬優(yōu)勢。
