Cadence推出面向新一代音頻應用的支持緩存一致性的對稱多核處理器HiFi 5s SMP

新一代消費電子及汽車音頻系統(tǒng)的復雜性與日俱增，基于生成式 AI 的音頻處理、沉浸式音效以及軟件定義汽車中的高級信息娛樂系統(tǒng)等市場驅(qū)動因素，對音頻 DSP 性能提出了更高的要求。然而，單個 DSP 已無法滿足日益增長的計算需求，而多個 DSP 又會大幅增加編程難度。

如今，原始設(shè)備制造商(OEM)和系統(tǒng)級芯片(SoC)供應商必須在日益緊迫的產(chǎn)品上市壓力下，獨立完成所有多核硬件設(shè)計和軟件開發(fā)工作。與此同時，程序員們正艱難應對基于軟件的共享存儲域的復雜同步問題，絞盡腦汁設(shè)法將任務合理分配到多核集群中。這可能導致設(shè)計性能無法達到預期。

在這個快速發(fā)展的背景下，亟需一種開箱即用的硬件設(shè)計，并配備支持多核的操作軟件，以減少硬件設(shè)計時間，并有效管理多核音頻產(chǎn)品開發(fā)中的軟件復雜性。

多核創(chuàng)新技術(shù)讓卓越性能和易用性成為可能

為簡化多個 DSP 的編程流程，Cadence 對其旗艦產(chǎn)品 Xtensa LX8 平臺進行了升級，新版本將具備對稱多處理能力。借助全新的 Xtensa Multicore LX8 平臺，SoC 設(shè)計人員可自動生成最多八個具備硬件緩存一致性的對稱多處理器（SMP)集群。

Cadence 將高性能的 Tensilica HiFi 5s DSP 平臺提升至新高度，并基于此推出首款產(chǎn)品。Tensilica 支持緩存一致性的 HiFi 5s SMP 提供了可擴展的性能和更高的資源利用率，同時簡化了各種音頻 DSP 應用的軟件開發(fā)。

TECHnalysis Research總裁Bob O'Donnell指出：“鑒于當今汽車中娛樂和信息應用的日益復雜，對能夠提供支持對稱多處理等技術(shù)的強大音頻處理平臺的需求日益凸顯。考慮到軟件定義汽車預計將隨著時間的推移提供各種新型功能，您就能理解為什么汽車制造商和一級原始設(shè)備制造商(OEM)需要在其新車中盡可能地融入最先進的 IVI 功能。”

支持緩存一致性的HiFi 5s對稱多核處理器

Tensilica 緩存一致性 HiFi 5s SMP 專為高性能、低功耗音頻應用而優(yōu)化設(shè)計，支持從雙核擴展到八核，并集成了中斷分發(fā)器和跨核調(diào)試能力等集群特性。應用開發(fā)由 Zephyr 和FreeRTOS 這兩個流行的開源多核實時操作系統(tǒng)（RTOS）提供支持。Cadence 自有RTOS XOS 的多核支持計劃將于 2025 年晚些時候推出。

簡易軟硬件集成

客戶在指定 HiFi 5s DSP 配置和核心數(shù)量后的幾小時內(nèi)，即可從 Cadence 的 Xtensa 處理器生成器(XPG)下載多核集群，這大大簡化了硬件集成流程。設(shè)計人員還將獲得一個完整的、支持多核的軟件開發(fā)工具包(SDK)。

該多核感知 RTOS 能在各核心間分配任務并管理跨核軟件同步，減輕應用負載。緩存一致性使得 SMP 集群中的每個核心都能獲得統(tǒng)一的存儲視圖，從而避免了非一致性多核設(shè)計中常見的碎片化問題和利用率不足的缺陷。如此一來，應用能夠輕松根據(jù)核心數(shù)量進行擴展，以滿足不同的性能需求。

客戶和合作伙伴一致看好緩存一致性HiFi 5s SMP

Bestechnic總經(jīng)理趙國光表示：“無論是小型耳塞、無線耳機還是智能音箱，如今的消費者追求高度沉浸式的音頻體驗。要滿足如此廣泛的產(chǎn)品和用例，需要一個易于編程的可擴展音頻計算平臺。Tensilica HiFi 5s SMP 出色地滿足了這些需求，同時還能最大限度地提高資源利用率，從而能夠?qū)⒏咝詢r比的產(chǎn)品及時推向市場。”

“汽車信息娛樂市場瞬息萬變，每一輪更新都要推出新功能，因此快速上市至關(guān)重要。在這個高度動態(tài)化的市場中，高效快速地開發(fā)和部署復雜音頻軟件是成功的關(guān)鍵。”Dashchip 公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學家繆海波說道，“緩存一致性多核 HiFi 5s SMP 提供了前所未有的可擴展性和適應性，同時大大簡化了軟件開發(fā)難度，使 OEM 能夠及時為消費者提供高度沉浸式的車內(nèi)音頻體驗。”

杜比實驗室副總裁兼消費娛樂事業(yè)部總經(jīng)理Mahesh Balakrishnan表示：“從影院到家庭、從手機到現(xiàn)在的汽車，享受杜比全景聲(Dolby Atmos)體驗從未如此輕松。我們?yōu)橄M者帶來創(chuàng)新音頻體驗的能力建立在與 Cadence 等合作伙伴的深入?yún)f(xié)作之上。我們非常高興地慶祝這項最新創(chuàng)新，它將為原始設(shè)備制造商(OEM)提供更多選擇，以無縫滿足日益增長的下一代音頻需求。”

“我們很高興看到 Cadence 市場領(lǐng)先的 Tensilica HiFi DSP 持續(xù)創(chuàng)新。由我們好評如潮的 AudioWeaver 工具生成的汽車和 TWS 耳機音頻應用，高效映射至 Tensilica 緩存一致性 HiFi 5s SMP，它提供了真正的并發(fā)處理能力以實現(xiàn)可擴展性能。該平臺提供的硬件緩存一致性機制幫助我們避免了基于軟件的跨核同步錯誤，使多核軟件開發(fā)變得輕而易舉。”長期與 Cadence 合作的 DSP Concepts 公司首席技術(shù)官 Paul Beckman 表示，“使用 AudioWeaver，OEM 現(xiàn)在可以及時在緩存一致性 HiFi 5s SMP 平臺上實現(xiàn)更高的性能配置，并確保每個多核配置對可用總內(nèi)存和周期的利用率達到最大化。”

讓客戶與合作伙伴雙雙獲益

統(tǒng)一的資源視圖簡化了合作伙伴軟件的集成，該視圖允許將可用的 DSP 周期和總可用內(nèi)存信息開放給客戶的代碼。通過硬件管理緩存一致性，消除了跨核相關(guān)的軟件同步錯誤，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量并減少了退貨。經(jīng)過高度調(diào)優(yōu)的 SMP 架構(gòu)使音頻應用能夠?qū)崿F(xiàn)接近理論最大值的性能，并與核心數(shù)量相匹配。適應應用變更能力也得到極大促進，有效縮短了軟件開發(fā)的總體完成時間。

“隨著音頻設(shè)備日益復雜，如何管理復雜軟件并充分發(fā)揮多 DSP 計算平臺的潛力是一項挑戰(zhàn)，”Cadence 芯片解決方案事業(yè)部 Tensilica 產(chǎn)品高級市場總監(jiān) Chris Jones 說道，“編程便捷性和軟件可靠性對于幫助客戶獲得競爭優(yōu)勢愈發(fā)關(guān)鍵。我們新推出了可配置的 Tensilica 緩存一致性 HiFi 5s SMP 解決方案，讓客戶能夠高效擴展音頻產(chǎn)品，同時實現(xiàn)更高的資源利用率并加速產(chǎn)品上市。”

依托 Xtensa 平臺業(yè)界領(lǐng)先的指令集可擴展性，客戶可以增強 HiFi 5s ISA 以優(yōu)化自己的應用。Xtensa SDK 包含 SystemC 模型，用于加速軟件開發(fā)進程。Cadence 及其強大的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)（涵蓋 200 多家合作伙伴）提供眾多 HiFi 優(yōu)化軟件包和音頻/聲音/語音編解碼器，幫助客戶迅速為每個產(chǎn)品 SKU 提供正確的功能集。

產(chǎn)品供應

緩存一致性 HiFi 5s SMP 已被早期客戶采用，現(xiàn)正式上市。客戶可通過 SDK 提供的多核示例快速上手。