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关于本次座谈

座谈简介

随着Power多核技术的发展,软件在整个体系结构中起着越来越重要的作用。本文从操作系统开发的角度,阐述了Linux对于多核系统开发的方法、过程和注意事项,包括对系统功能的支持和性能的优化。文中还对Linux在Power体系架构下开发的策略和前景做了详细的探讨。

对于下一代无线接入网,如何灵活地支持不同的无线标准,如何更好地提高系统资源利用率,如何满足快速增长的系统计算及I/O需求,都将是无线基站,乃至整个无线接入网的系统设计重点。在IT工业界的快速推动下,多核通用处理器的技术与性能不断提升,从而使得基于IT通用平台的软件无线电系统设计成为可能,亦使IT工业与无线工业的发展得到融合。在本演讲中,将以Power多核处理器为例,介绍基于IT通用架构的软件无线电基站设计,并分析其中的技术挑战。针对未来的无线接入网构架,进一步介绍IBM提出的无线网络云,以云计算的技术来支撑未来的软件无线电基站池。

Power.org 诚挚邀请广大电子工程技术人员踊跃参加本次在线研讨会。届时,我们IBM和飞思卡尔半导体公司的专家将和您网上实时交流,并且现场解答您所提出的相关技术问题。

专家介绍

杨欣欣 杨欣欣
飞思卡尔半导体公司Linux与开源事业部中国区经理
杨欣欣先生先后供职于摩托罗拉(中国)电子有限公司半导体网络与通讯事业部及飞思卡尔半导体(中国)有限公司网络与多媒体部,拥有10余年在Power体系架构下的软硬件研发与管理经验。杨欣欣先生拥有清华大学计算机应用专业博士学位。
林咏华 林咏华
IBM中国研究院资深研究员
林咏华是IBM中国研究院资深研究员,并担任网络与无线研究组经理。她毕业于西安交通大学信息与通信工程专业。其主要研究方向包括移动通信系统及多核平台。在IBM研究院先后参与了网络计算机,IPTV系统及高性能路由器等多个研发项目。在软件无线电技术方面,作为负责人在IBM领导了基于开放的IT架构的软基站方案研究与开发(包括不同的多核多线程处理器平台),并提出使用云计算方式支撑无线接入网(即无线网络云)的新思路。目前,该研究方向已成为IBM的战略发展方向。共获得授权的发明专利20个,已发布论文10余篇,其中一篇首次提出无线网络云的概念及架构。

精彩问答

主题:多核Power体系结构中Linux的开发. 无线与IT的融合 ---- 从基于IT架构的软件无线电技术到无线网络云
在线问答:关于本次在线座谈如有问题,可点击这里继续提问!
[主持人:ChinaECNet] 各位网友,大家上午好,欢迎参加由Power.org举办“多核Power体系结构中Linux的开发; 无线与IT的融合--从基于IT架构的软件无线电技术到无线网络云”网上研讨会。届时,我们IBM和飞思卡尔半导体公司的专家将和您网上实时交流,并且在线解答您所提出的相关技术问题。我们诚挚邀请广大电子工程技术人员踊跃提问。  [2010-11-11 10:51:18]
[问:kualry] POWER PC 系列多核cpu与 MIPS架构多核CPU相比 其主要优势是什么?例如freescale系列与RMI系列,谢谢! 
[答:Xin xin] 这里我来谈一下POWER 系列多核cpu的特点1. CPU的核是基于Power体系结构,支持多线程,超标量,多流水线2. 有比较丰富的外设3. 最新的一代QorIQ中集成了DPAA,提高了网络处理能力4. 功耗比较低,性能功耗比很高5. 有比较丰富的软件支持。  [2010-11-11 10:55:01]
[问:pingguo1985] 请教专家对于多串口服务器的开发哪一系列较为合适? 
[答:Xin xin] MCF54418, 又名Modelo. 有10个串口。比较适合做串口服务器。  [2010-11-11 10:56:06]
[问:pingguo1985] 请教专家可以跑linux的ColdFire单片机I/O引脚最多的有多少个I/O?是否有中断能力? 
[答:Xin xin] ColdFire的I/O引脚根据具体处理器的型号其I/O引脚数目也不一样,最多的多达100条以上。但是其中一般只有7个有中断处理能力。更多的信息请访问http://www.freescale.com/webapp/sps/site/taxonomy.jsp?tid=mcHp&code=68KCFV4  [2010-11-11 10:56:36]
[问:liutao111] 影响4G移动互联网发展因素,目前主要是什么? 
[答:Yonghua] 这是一个很宽泛的问题,也是业界一直关注的问题。影响4G移动互联网发展因素的主要方面有多个。1。从用户的角度看,应用的驱动将是最主要的。2。从技术的角度看,从接入网到骨干网的整体基础建设提升。终端对互联网应用的支持。  [2010-11-11 10:58:15]
[问:yxhua] 除了Linux,目前有那些Windows操作系统可支持多核处理器? 
[答:Xin xin] 关于此问题,请访问MicroSoft网站或技术支持  [2010-11-11 10:58:31]
[问:liutao111] 多核CPU处理速率按单个还是总共的计算? 
[答:Zang Tiefei] 一般而言,厂商会提供单核的处理能力,也会给出一个总体的处理性能。请参考相关厂商的手册。  [2010-11-11 10:59:06]
[问:pingguo1985] 请教专家支持linux内核写入方式操作的芯片都有哪些? 
[答:Li Yang] 能解释一下什么是写入方式操作么?  [2010-11-11 10:59:29]
[问:hjb85] Linux操作系统中如何进行多线程的合理利用? 
[答:Li Yang] 应该尽可能把占用cpu较多而又相对独立的工作平均地分配到不同线程里,这样更有利于利用多核处理器的优势进行并行处理。  [2010-11-11 11:02:31]
[问:yxhua] LinuxSMP和LinuxAMP在处理多核处理器时,那种更快更方便? 
[答:Xin xin] 两种方式各有其特点,具体请参看今天的讲座内容,不能简单的归结于那种更快或更方便。主要是根据应用场合来进行选择。  [2010-11-11 11:02:51]
[问:liutao111] 云计算是个“黑盒子”,存在许多危险因素如安全问题,黑客问题等,请问专家如何解决这些危险因素? 
[答:Yonghua] 云计算中的云,可以分为许多种类。如面对公众服务的公共云,由某个企业所建立的企业私有云,或由某个行业为主体面对多个行业企业的行业云(Industry cloud). 在我们这里提到的无线网络云,因为是服务于移动网络的接入网,是移动网络的最重要的部分。所以其应该至少是一个企业的私有云,亦即运营商的数据中心为基础建立的。其安全问题和黑客问题将比公众云要更为可控。  [2010-11-11 11:03:32]
[问:liutao111] 多核之间的任务调度是充分利用多处理器性能的关键,请问专家,多核操作系统应该如何实现这一任务调配? 
[答:Li Yang] 任务调度是操作系统的核心功能。以Linux操作系统为例,Linux内核支持了多种不同的调度算法,各有优劣。用户可以根据各自应用的特点选择适合的调度算法。  [2010-11-11 11:06:21]
[问:hjb85] 多核操作系统有几种线程调度机制?各有些什么特色? 
[答:Zang Tiefei] 在 SMP 下主要有以下调度机制:? FIFO: 先进先出算法。? RR: 相对公平。? NORMAL: 传统的时间片共享算法详细请参阅相代码。  [2010-11-11 11:06:33]
[问:abc67_ok] 请教专家,多核的开发有SDK可用吗,做移植需要多少的工作量? 
[答:Xin xin] Freescale为其多核处理器发布SDK或BSP。这些SDK或BSP都可以在Freescale具体产品的主页中找到。  [2010-11-11 11:06:59]
[问:liutao111] 无线网络云中的无线带宽接入主要有几种方式?接入带宽要求有多高? 
[答:Yonghua] 无线网络云中,我们希望建立一个灵活的架构来支撑不同的无线接入技术。它尤其适用于运行商的大规模网络部署。所以主要支持的接入技术可以是目前的2G,3G甚至是未来的4G LTE技术。如果这里所问的接入带宽是指由各个RRU介入到无线网络云中的虚拟基站池的带宽,则该带宽的要求相当高。以LTE 2x2MIMO 10MHz为例,一路就需要约1.25Gbps。为了体现云的价值,我们需要把几十路,甚至上百路的RRU信号接入,所以对于该无线网络云来说,带宽的要求至少是100Gbps量级的  [2010-11-11 11:08:35]
[问:grandnie] 请问贵公司的P4080内核是采用什么样的系统,能不能工作在AMP模式里? 
[答:Xin xin] P4080的核是e500mc的核。可以在AMP模式工作。  [2010-11-11 11:08:39]
[问:phosphor] 将x86体系的软件移植到Power架构应该遵循怎样的原则与步骤? 
[答:Zang Tiefei] 请参考相应的芯片手册。首先要考虑的是大小端字节顺序的问题。  [2010-11-11 11:09:15]
[问:paradoxfx] 在Linux上如何进行Power多核技术的性能测试? 
[答:Li Yang] 性能测试分两类,基于模块的测试和基于应用的测试。基于模块的测试比如cpu运算能力测试,网络接口吞吐率测试等等。 基于应用的测试则应该根据具体产品的需求设计测试用例。  [2010-11-11 11:09:44]
[问:goofy_lin] 多核处理器如何合理来分工?软件上可以指定吗?还是硬件方面处理的? 
[答:Zang Tiefei] 软件可以指定。多核之间的通信,硬件方便也需要有一定的支持。  [2010-11-11 11:11:43]
[问:yxhua] 如何优化目前的操作系统如Vista来提高多核处理器的运行速度和响应速度? 
[答:Li Yang] Vista的具体问题请咨询微软相关人员。  [2010-11-11 11:11:47]
[问:kejinkun] 您好,我们实验室买了MPC5125的开板,想在上面跑liunx,想用它的can接口和DMA接口,请问我在哪能找到一些应用程序的的例子?因为开发板只有系统的源码,没有任何可以参考的应用程序 
[答:Xin xin] 感谢您使用我们的开发板。您可以在Freescale的产品主页上找到Linux BSP的支持 http://www.freescale.com/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=MPC5125&nodeId=0162468rH3bTdG06C10898&fpsp=1&tab=Design_Tools_Tab。里面有一些应用的程序。您也可以和Freescale的技术支持取得联系以获得更多的信息  [2010-11-11 11:12:57]
[问:paradoxfx] 请问专家,Power多核技术是指多个power处理器互联,与Intel处理器上那种CoreDuo架构的多核好像不是一个概念? 
[答:Zang Tiefei] 通常情况下, 是指一个处理器里集成了多个核。例如, P4080 里集成了 8 个 e500mc 的核。  [2010-11-11 11:13:48]
[问:liutao111] 请问专家,能较详细介绍关于无线网络云的概念和基本架构吗?谢谢! 
[答:Yonghua] 无线网络云是指在无线接入网中,利用类似数据中心的集中式IT平台资源来支撑多个无线基站的所有基带处理。多个无线基站的RRU通过光纤连接到数据中心或集中式机房。基带处理全部由IT资源池来完成。我们在IBM R&D Journal 上面发表了一篇文章,Wireless network cloud: Architecture and system requirements。如果您有兴趣,可以给我留一个email地址。  [2010-11-11 11:14:58]
[问:hjb85] Linux操作系统中如何处理进程和线程的关系?它和Windows操作系统的处理有何不同? 
[答:Li Yang] 在不同操作系统中,进程都是应该有独立的地址空间,而线程会共享地址空间等资源。具体来说Linux的线程利用了进程管理的机制,可以说是轻量级的进程。  [2010-11-11 11:15:04]
[问:417379725] AMP中多个CPU之间是如何协调工作的 
[答:Zang Tiefei] 依赖于您的 AMP 实现和相应的硬件支持。 AMP 的实现是相当灵活的。  [2010-11-11 11:15:20]
[问:jpfujpfu] 多核Power体系结构有支持网络时间同步的应用吗? 
[答:Xin xin] 我们在Linux的BSP/SDK中提供IEEE1588的Linux driver,并且提供一些Demo性质的应用。关于更多的应用,由我们的合作伙伴IXXAT提供。您可以访问他们的主页以获取更多的信息。  [2010-11-11 11:16:37]
[问:tengzhihua] 多核处理器在功耗方面相对于单核的功耗会高很多吗? 
[答:Zang Tiefei] 会高一些。但不是线性的。否则多核就没有意义了。多核的出现一个原因就是为了解决单核的功耗瓶颈。  [2010-11-11 11:16:58]
[问:YAANHYY] freescale芯片集中的rapidio和pcie两种外设的主要面向的应用方向和优缺点能简单介绍一下吗? 
[答:Li Yang] RapidIO可以用于多种级别的互联,芯片间,板件,甚至机箱间。它的协议开销要比pcie相对低一些。目前基本上PCIE在桌面和服务器领域比较流行,而rapidIO在嵌入式领域比较流行。  [2010-11-11 11:17:56]
[问:YAANHYY] e600核之后是否不再有e700核的计划,而转入p系列产品线演进? 
[答:Li Yang] 处理器核心肯定会不断进化的。但是进化的速度不会非常快,有时候可能几年才会有一个更新。而P系列的产品主要是根据快速变化的市场,提供丰富多要的SoC解决方案,会有比较快的新型号推出。  [2010-11-11 11:20:48]
[问:yxhua] 目前需要利用并行编程技术才能充分利用多核处理器的处理能力,多核操作系统如何管理多核处理器? 
[答:Zang Tiefei] 通常是用 SMP, 操作系统通过调度算法把进程平均分配到各个核上。而应用程序不用关心任务分配。  [2010-11-11 11:21:59]
[问:grandnie] 目前IT平台相对比较开放,而且无线发送的数据量要求越来越大,请问采用无线网络云技术,理论上能达到多大的带宽? 
[答:Yonghua] 这个问题有两个制约方面,一个是CPU的处理能力,一个是I/O能力。我们发现,在现代的多核处理器或服务器平台,这两个方面的制约都需要考虑的。以Power7为例,如果使用32路 CPU 的架构,则可以支持高达7000GIPS的处理,这对于LTE advanced而言,可以支持高达4路的最高要求。对用户数据而言,大概在4Gbps。但我们同时也需要留意,所需要的I/O能力也将高达160Gbps.  [2010-11-11 11:25:28]
[问:goofy_lin] 在pcb设计上是否多核的更困难一些? 
[答:Zang Tiefei] 是软件上设计更困难一些吧。PCB 设计主要还是和管脚间距相关吧。  [2010-11-11 11:26:57]
[问:tengzhihua] 多核CPU的多核时钟是如何提供的? 
[答:Xin xin] 都是由一个时钟基准产生的,然后有一簇锁相环电路提供给多核。  [2010-11-11 11:27:15]
[问:rram] 请问IBM的POWER-EN什么时候推出,是用于基站吗?从命名来说POWER-EN似乎是要兼顾嵌入式和通信市场 
[答:Yonghua] PowerEN 今年已经推出。其主要适用于高速网络处理,高达10Gbps~40Gbps。对于单个基站而言,可以只使用其中的少数内核。在无线网络云的集中式架构中,PowerEN能发挥的能力更为明显。可以集中化处理多个虚拟基站的网络处理部分。目前的PowerEN因为支持的工作频率比较高,嵌入式市场不是主要考虑的对象。主要考虑如通信市场,数据中心或企业应用等。  [2010-11-11 11:28:45]
[问:kejinkun] 请问在freescale网站上可以找到powerpc的linux系统上的应用程序的列子么? 
[答:Zang Tiefei] 请下载相关处理器的 BSP.  [2010-11-11 11:30:07]
[问:hjb85] 多核操作系统中如何处理进程和线程的关系? 
[答:Li Yang] 多进程和多线程都会有利于利用多核优势。具体利用线程还是进程要看应用的相关度。进程适用于完全独立的应用,线程适用于某一个应用的不同子功能。线程间可以共享资源。  [2010-11-11 11:30:08]
[问:abc67_ok] 请问linux在多核处理器上的开发,是SMP还是AMP呢? 
[答:Xin xin] 两种都支持,需要根据应用程序的场合来进行选择。  [2010-11-11 11:31:21]
[问:grandnie] 在这种多核系统开发中主要使用的开发工具及软件平台是什么? 
[答:Zang Tiefei] 飞思卡尔的芯片可以使用 CodeWarrior 作为开发工具。其提供 Linux 和 Windows version.  [2010-11-11 11:32:01]
[问:jwdxu2009] 车载电源和车内上网如何更好结合,有好设计方案吗? 
[答:Li Yang] 车内上网肯定要用车内电源来支撑更久的续航时间。目前的设计方案应该都有这种考虑,比如直接利用车内的电路,或者利用点烟器电源。  [2010-11-11 11:34:22]
[问:phosphor] 在虚拟机里是否可以像物理机里一样使用I/O? 
[答:Zang Tiefei] 一般是可以的。但也要根据您虚拟机是否提供了该 I/O 的模拟。  [2010-11-11 11:34:26]
[问:grandnie] 在LINUX多核系统开发中,可不可以对一个特定的线程仅设置80%的利用率,另外的20%的资源可以供其他的线程分享? 
[答:Li Yang] 利用Linux的cgroup子系统可以实现这个功能。  [2010-11-11 11:35:36]
[问:YAANHYY] linux内核随着其不断发展,代码量增加非常快。我知道ibm,freescale都贡献了很多代码。特别是Ibm.请问对于新手应该以什么样的步骤可以更好的介入到嵌入式Linux内核和驱动的开发 
[答:Xin xin] 所有老手都是由新手成长起来的 :)最主要的是结合具体的项目来进行学习,开发和实现。另外可以经常到Linux社区内参加一些讨论。  [2010-11-11 11:35:36]
[问:kejinkun] 请问和Freescale的技术支持取得联系,只能通过英文邮件么?有那种可以通过电话的么? 
[答:Xin xin] 可以通过中文。关于具体的信息,您可以访问http://www.freescale.com.cn/others/us_about.asp。谢谢  [2010-11-11 11:37:17]
[问:grandnie] IT与无线融合,对我们有什么重大意义?能否简单举个例子吗? 
[答:Yonghua] 在无线与IT的融合中,我们希望能利用IT业界的能力,如先进的处理器技术,先进的I/O技术来加速无线系统的发展。由于多年IT业界的激烈竞争,许多用于IT范畴的平台和I/O设备的价格已经比较低,标准化也做得相当好。所以,我们希望利用这些优势,帮助未来的无线设备降低成本,降低开发的难度,也更有助于支持未来像LTE advanced之类的十分挑战的系统。  [2010-11-11 11:37:24]
[问:YAANHYY] linux现在的实时性设计有好几个项目,比如xenomai。面向架构有Power,arm。请问这些项目的power架构。ibm和freescale有考虑介入支持吗? 
[答:Xin xin] Freescale正在评估RTAI。  [2010-11-11 11:39:37]
[问:rram] Power7用于通信,成本会不会太高? 
[答:Yonghua] Power7的能力主要体现在单节点的处理能力强。如果仅仅是考虑目前2G/3G的单基站方案,显然是不合适的,因为并没有充分发挥其能力。但如果考虑未来4g中的LTE advanced或无线网络云的集中式部署方案,Power7的单节点能力将体现其价值。  [2010-11-11 11:39:55]
[问:hjb85] Power体系如何进行线程调度? 
[答:Li Yang] 如果你问的是软件上的线程调度,power体系和其他体系采取的调度方式是相同的。  [2010-11-11 11:41:01]
[问:grandnie] 从目前无线网络看,主要的投资成本是消耗在无线接入网部分,采用无线网络云技术能否可以降低成本呢? 
[答:Yonghua] 答案是肯定的。其主要方式体现在三点:1。基于通用IT架构,能降低硬件成本,开发成本,以及无线系统升级换代的成本。2。通过集中式部署,能进一步降低部署上的成本。3。目前的蜂窝网络有着明显的潮汐效应,蜂窝与蜂窝之间负载十分不平衡。通过无线网络云,我们可以进一步通过调度来提高基带处理硬件的利用率,降低需要部署的总体硬件成本  [2010-11-11 11:43:42]
[问:grandnie] 在这种多核系统开发中,如何充分利用或控制多核的资源以达到优化或控制系统的目的? 
[答:Li Yang] 一般有两种方式。一种是用户根据应用特点自行进行资源分配,手工地将工作分配给不同的cpu核。 也可以利用操作系统的调度机制来进行资源分配,用户可以通过选择调度算法来优化资源配置。  [2010-11-11 11:45:29]
[问:liutao111] CanyougivememoredetailabouttheMessage-basedProgrammingModels? 
[答:Xin xin] How do you define the Message-based Programming Model?  [2010-11-11 11:46:07]
[问:liutao111] 无线网络云是开放体系架构,它的安全和保密技术如何处理和保证? 
[答:Yonghua] 无线网络云中需要重点考虑的是稳定和安全。例如,如果我们使用通用的操作系统,如Linux,如何保证在多个虚拟基站之间不会被互相影响?从部属的角度,我们会建议运行商采用私有云的方式来建设,从而通过强有力的防火墙和物理隔离,杜绝外界非法访问的可能性。  [2010-11-11 11:47:33]
[问:sorryhaha] IBM和飞思卡尔现今有比较成熟的多核嵌入式处理器的解决方案吗?如果有,硬件方面的架构是怎样的?linux软件底层驱动设计的要点是什么? 
[答:Zang Tiefei] 飞思卡尔最新的处理器 P4080 提供成熟的多核嵌入式处理器的解决方案。 P4080 集成了8 个 e500mc 的核,并提供丰富的外设接口。相应的 Linux BSP 可以去 Freescale 网站下载。  [2010-11-11 11:49:31]
[问:rram] 1.请问E5500是E500的64BIT扩展吗?原来ROADMAP上的E700为什么会取消? 
[答:Xin xin] E5500是E500的64BIT扩展. 关于E700的Roadmap,你可以从我们的sales/Marketing 中得到最新的消息  [2010-11-11 11:50:06]
[主持人:ChinaECNet] 各位网友朋友们,请您花几分钟时间填写一下本次在线座谈的调查问卷,我们对您的反馈非常感兴趣,它将有助于我们未来的活动规划和未您提供更好的服务!  [2010-11-11 11:53:41]
[问:lance1] 多核系统往往是高端设备,为什么选择linux,而不是实时性更好,稳定性更高的vxworks?软件无线电会不会以FPGA为设计平台,会不会用到linux? 
[答:Yonghua] 多核系统未必全部都是高端设备,例如Freescale提供的P1xxx和P2xxx往往应用于接入设备中。关于选择Linux,这是市场和技术的发展所决定的。现在越来越多的客户在选择Linux,而且Linux本身的性能也在不断提高。在IBM所推行的基于IT架构的软件无线电技术中,我们如果要对接目前业界的基于CPRI或OBSAI的RRU,则会使用一片FPGA来进行协议接口的转换。例如把这些协议转换为PCIe等。但主题设计平台将以通用多核处理器为主。我们会主张使用linux的。  [2010-11-11 11:55:19]
[问:rram] POWEREN是16core,将来会不会推出诸如4CORE8CORE版本来满足细分市场的需要?还有POWEREN是以MIPS的多核为竞争对手,还是以INTEL的XEON-C系列为竞争对手? 
[答:Yonghua] PowerEN 会考虑未来市场需要,进行部分细分市场的调整。  [2010-11-11 11:56:41]
[问:grandnie] 请问多核POWER体系结构的开发的应用前景如何? 
[答:Xin xin] 随着越来越的用户使用多核Power体系结构,对其开发应用一定会有越来越多的需求。  [2010-11-11 11:56:54]
[主持人:ChinaECNet] 各位网友朋友,感谢您参加本次在线座谈,由于时间关系,我们本次座谈马上就要结束了,我们会把所有网友提问的问题和专家的答案在座谈结束后发布到我们中电网上,如果您想观看演讲回放和问题的精彩回复,请注意查阅!  [2010-11-11 11:58:22]
[问:phosphor] 怎么评估“虚拟基站”和真实基站的价值? 
[答:Yonghua] 一般对于运行商而言,基站的采购是以每载扇来看的。所以,对于虚拟基站的出现,由于有了更多的动态性,将对其价格的评估提出性的问题。  [2010-11-11 11:58:29]
[主持人:ChinaECNet] 感谢IBM和飞思卡尔的专家给于本次座谈的大力支持,希望本次座谈的内容能给各位工程师的工作带来帮助,期待您多提宝贵意见,多关注中电网,我们下次再见!  [2010-11-11 12:00:39]
[问:grandnie] 采用无线网络云技术建立的网络能不能覆盖网络节点无法的偏远落后地区? 
[答:Yonghua] 这个取决于运营商的光纤铺设程度。无线网络云主要解决的是基站密集地区的问题  [2010-11-11 12:01:05]