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Neue Anforderungen aus dem "Consumer Umfeld" steigern die Komplexität von eingebetteten Systemen immer weiter, hinzu kommt ein überhitzter Bauteilemarkt.

In diesem White Paper stellen wir Ihnen drei Wege vor, die zu einer erfolgreichen und robusten Embedded-Plattform führen.

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13.09.2017 | Fachthema

Multicore-Prozessoren

Verwendete Tags:
Embedded System
Prozessor
Multicore

Multicore-Prozessoren

Embedded Kernkraft

Wenn Sie an Ihrem PC sitzen und arbeiten, dann haben Sie meistens viele Anwendungen offen: Schreibprogramme, Web-Browser, Tabellenkalkulation, Mediaplayer, ...

 

Diese Programme arbeiten nebeneinander, quasi gleichzeitig. Stimmt nicht ganz, weil das Betriebssystem dafür sorgt, dass jedes dieser Programme in Schnipsel (Threads) zerlegt wird und eine gewisse Zeit an Rechenleistung ihres Prozessor zugewiesen bekommt. Je nach Wichtigkeit und Dringlichkeit bekommen manche Programm-Threads mehr, manche weniger Zeit, manche früher, manche später. Meistens funktioniert das recht gut. Neben den Anwendungen, mit denen Sie arbeiten, laufen für Sie unsichtbar noch viel mehr Programme im Hintergrund. Mit diesen kommen Sie oft gar nicht in Berührung, sorgen sie doch für reibungsfreien Netzwerkbetrieb, Zeitverwaltung, Auslagerung von Daten auf die Festplatte, Updates und Sicherheit gegen Angriffe. Wenn Sie neugierig sind, können Sie ja einmal mit <CTRL><ALT><DEL> Ihren Taskmanager starten und einen Blick auf die Prozesse werfen, die sich um Rechenzeit bewerben.

Unterm Strich: Das was Sie als Gleichzeitigkeit erleben, läuft in Wirklichkeit zerhackt und hintereinander - nur ziemlich zackig. Da lag die Idee nahe, Programme auf mehrere Prozessoren zu verteilen bzw. moderne Prozessoren mit mehreren Rechenkernen zu entwickeln. Solche parallelen Systeme gibt es in der Großrechnerwelt schon lange und heute hat jedes gute Notebook Prozessoren mit zwei, vier und mehr Rechenkernen. Das heißt, dass Ihr Betriebssystem die Last der laufenden Programme jetzt auf mehrere Einheiten parallel verteilen kann. Wenn das vernünftig geschieht – da fließt sehr viel Hirnschmalz in die notwendigen Mechanismen – dann bekommen Sie wirklich das zwei, vier oder mehrfache an Gesamtleistung geliefert. Vor allem moderne Server mit Virtualisierung arbeiten nicht mehr ohne Mehrkernprozessoren. Aber auch Multimedia-Anwendungen am Notebook laufen komfortabler und mit höherer Qualität.

Diese Trends aus der IT machen auch hier vor Embedded Systemen nicht halt. Heute bekommen Sie viele Embedded Prozessoren mit mehreren Rechenkernen. Auf diese Art können Embedded Anwendungen bequem auf mehrere Kerne aufgeteilt und logisch aufgetrennt werden. Ein Kern könnte sehr zeitkritische Aufgaben übernehmen, ein anderer die Interaktion mit dem User. Redundante, sicherheitskritische Systeme, die sich gegenseitig überwachen, können ebenfalls physikalisch aufgeteilt werden und so für mehr Fehlersicherheit sorgen. Neben der Aufteilung der Anwendungen, bieten Mehrkernprozessoren im Embedded Bereich aber auch den Vorteil, dass höhere Rechenleistung mit niedrigerer Leistungsaufnahme realisierbar ist. Die Kerne in modernen Embedded-Mehrkernprozessoren können zudem unterschiedlich ausfallen, sodass ein Kern auf Steuerungsaufgaben, ein anderer auf Grafik, einer auf Verschlüsselung und ein weiterer auf Signalverarbeitung spezialisiert ist.

 

Bild: © Sashkin | Fotolia

 

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