隨著最終產品功能的提高，對多核處理器提供的更高處理能力、更低成本和強大的功率性能的需求也在不斷增長。

多核的故事實際上是關于系統集成的。內核數量的增加反映在外圍設備、總線結構和多級存儲器集成度的提高上。一般來說，多核處理器根據其架構分為兩類：同構多核處理器和異構多核處理器。

同質多核處理器具有兩個或多個相同的可編程內核，它們共享外圍設備和內存。異構處理器具有多個獨特的處理元素，每個元素都針對特定功能量身定制，并且每個內核可能只能選擇性地訪問外圍設備和內存。這兩種類型的多核處理器都產生了巨大的潛在性能提升。架構師可以根據最終應用的需求定制設計，并在性能、靈活性和功耗之間取得平衡。

使用同構或異構多核系統的開發人員通常會面臨兩類問題：同步和時序以及理解性能。

多核設備中的每個處理元件都執行設備功能的一部分。再加上改進的編碼、打包和集成實踐，同步運行、步進和暫停等傳統調試技術在多核系統中非常有效。然而，當線程交互時，經常會出現與時間或同步相關的問題。

多核設備在處理元素之間總是存在依賴關系。很多時候，一個處理元素必須等待另一個處理元素的結果，如果它們不同步，兩個線程之間的切換將不正確或效率低下。但是，可能會導致更微妙的問題。例如，在面向幀的處理方案中，一個新的幀可能會因為處理沒有及時完成而丟失。雖然這可能不會導致應用程序崩潰，但它可能會降低應用程序處理結果的質量。這些問題很難隔離，因為它們是內核、總線結構和共享外設相互作用的結果。深入了解處理元件和外設之間關系的芯片級工具是優化和調試多核系統的關鍵（參見圖 1）。

圖 1：異構多核系統監控信號處理子系統的視頻流量。

在嵌入式系統中，停滯的處理元件不僅會降低性能，還會影響功耗。為了最大限度地提高性能并降低功耗，開發人員必須盡量減少每個處理元件在數據準備就緒時的等待時間。當空閑時，可以關閉處理元件。

元素級別的性能對于理解如何在多核設備的內核之間劃分線程至關重要。在關鍵接口處測量的性能進一步幫助開發人員識別系統瓶頸。這將有助于確定是否可以采取更多措施來優化內核、總線結構和外圍設備的使用。有了這些知識，降低功耗的機會就變得顯而易見了。

優化多核設備將是未來開發人員面臨的最大挑戰之一。展示多核設備巨大處理潛力的能力需要深入了解處理元件和外圍設備之間的同步和時序，以及了解處理元件和關鍵接口的性能。新的多核處理器還需要強大的芯片級工具，讓開發人員能夠利用其潛在性能。

審核編輯：郭婷