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基于 PowerPC 的 Linux OS: 面向普适计算应用的黄金搭档
作者: Nikolay Guenov 标题: PowerPC 架构 时间: 2004 年 12 月 10 日 版本: 1.0 运行于 PowerPC架构上的 Linux OS,为普适计算应用提供了一个稳定高效的高性能平 台.本文将阐释普适计算的市场空间,介绍 PowerPC 架构的关键优点,探讨 Linux OS 能 与 PowerPC 架构形成良好匹配的原因 – 对系统开发者而言,它们就是一对黄金搭档! 超越桌面计算 普适计算描述了这样一种概念:无处不在的计算能力,它将融入我们的生活,帮助我们轻 松完成日常工作.这种计算能力是动态变化的,它能把住宅,汽车,办公室,商店和银行 里的计算设备以及个人计算设备连接并协调起来,为信息,服务和应用提供接入点.从许 多方面来说,普适计算都是一个未来派的梦想.但毫无疑问,如今的计算早已超越了桌 面,它正经历着一场范式转移.手机和 PDA 就是很好的例子,它们解释了普适计算是如 何实实在在地发生着.为了提供各种服务,执行计算的方式也发生了巨大变化.从集群计 算(cluster computing)到瘦客户机,再到家庭娱乐终端的各种应用,为消费者和企业市场提 供了一套全新方案. 这些应用需要具有更高性能的计算单元来运行精简型(streamlined)软件,通常还需要满足 更低的能耗预算.PowerPC 架构在消费电子,网络连接,汽车,军用和工业电子等多个市 场领域都拥有很高的市场占有率.飞思卡尔不仅可以提供 G4 等高性能分立 PowerPC 处理 器,还在协助客户创建 SoC 平台方面有着丰富经验——在单一芯片上集成 PowerPC 内 核,总线,高性能接口,存储控制器和安全等各种部件.这让我们拥有量体裁衣的能力, 能为特定应用搭配出适合的 PowerPC 处理器产品."在开发新平台时,我们并非不惜代 价地专注于运行频率的提高,而是走出去了解客户的真实需求,使之成为满足特定应用市 场的最佳方案."飞思卡尔的 PowerPC 架构经理 Dan Bouvier 说. 通过集成技术的创新,不仅能提高系统性能,也为客户节约了成本和功耗.这些优点使 PowerPC 架构成为信息查询终端(kiosk),机顶盒,游戏机和瘦客户机等面向服务型计算应 用的最佳后选方案. 无庸质疑,普适计算市场也将受益于无所不在的小企鹅——Linux OS 的强劲发展.基于 PowerPC 架构和 Linux 操作系统所拥有的灵活性和定制化能力,将激发创新,加速试验新 的应用封装,从而刺激各个普适计算市场的发展(图 1).
图 1: PowerPC 和 Linux 构成性能可扩展的平台方案,满足普适计算应用. PowerPC:计算机,通信网络和消费电子的核心架构 诞生于 10 年前的 PowerPC 架构是摩托罗拉(即现在的飞思卡尔半导体),IBM 和苹果电脑 的合作结晶.这些公司都有一个共同目标,那就是创造出一种新型微处理器,它不仅适用 于计算机领域,也能在其它领域大施拳脚,即满足 3C 应用——计算机,通信和消费电 子.这个构想在当时来说是一个全新的处理器发展宏图.详细了解 PowerPC 架构的历 史. 在随后的几年里,PowerPC 架构在广泛的应用领域站稳了脚跟,从极低功耗的嵌入式设 备,到大型的计算密集型应用.该架构促成了多个内核系列的产生,它们拥有可扩展的性 能,同时还保持了相同的指令集.如今,PowerPC 内核已渗透到嵌入式领域的各个角落, 如无线基础设施,WAN 和企业级路由器,以及汽车等.从纯计算的角度看,PowerPC 内 核促进了移动与桌面计算机,服务器,打印机和图像处理设备等应用的发展. PowerPC 已成为一种高度受控的架构.这意味着它定义明确,整个产品线(从第一颗速率 只有 66MHz 的分立 PowerPC 处理器,到最新的,速度超过 1GHz 的高集成度处理器)都具 有很好的一致性.对第三方开发者而言,这种架构发展的连续性有着巨大优势:他们清楚 自己在基于 PowerPC 处理器的产品上的投资具有前,后向兼容性,他们能够利用未来的 PowerPC 平台,无须担心一切得从头开始. 飞思卡尔最新推出的部分处理器包括基于 G4 PowerPC 内核的 MC7447A 和基于 e500 PowerPC 内核的 PowerQUICC III 产品线(包括 MPC8540 和 MPC8560).此外,飞思卡尔
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还在 2004 年秋季公布了下一代高性能 PowerPC 处理器.这些新的产品采用了 e600 PowerPC 内核(一种略微增强的 G4 内核,专为 90nm 工艺技术而设计).该产品线包括 MC7448(与 MC7447A 脚对脚兼容),双内核的 MPC8641D 处理器,以及 MPC8641 (MPC8641D 的单核版本). 飞思卡尔 G4 和 e600 PowerPC 内核的一个重要特点是采用了 AltiVec技术,这是一种 128 位矢量处理引擎,专为广泛的计算密集型应用而设计.自 1999 年推出以来,AltiVec 技术为计算,图像和网络领域中的各种应用带来了显著的性能提升,这些应用包括办公自 动化,医疗图像技术,以及 TCP/IP 协议栈处理等.飞思卡尔 PowerPC G4 处理器在运行 和关闭 AltiVec 技术时的性能基准成绩可在嵌入式微处理器基准协会(Embedded Microprocessor Benchmark Consortium, EEMBC)的网站上找到.值得称道的是,在采用了 AltiVec 技术后,某些应用的速度提升了 4 倍. 为何是基于 PowerPC 架构的 Linux OS 在 PowerPC 登上舞台后不久,有人就预见到 Linux OS 将运行于 PowerPC 架构之上.现 在,PowerPC-Linux 组合已成为一个稳定的,久经时间考验的可靠方案.Linux OS 为普适 计算应用带来了无可比拟的灵活性和定制化能力.它能支持各种硬件,不论是大型系统还 是微小的设备.实际上,PowerPC-Linux 组合的一个重要优点就是机器码兼容性(binary compatibility).因此,为高端服务器开发的程序也能很好地在瘦客户机上运行. PowerPC 架构为从事系统设计的 Linux 开发者提供了一个值得信赖的,各方面都比较完善 的选择.PowerPC 架构在性能,频率和低功耗等多方面进行了有效平衡,因此对关注灵活 性,客户定制性,可扩展性的应用而言,都是绝佳的选择.Linux 和 PowerPC 架构的结 合,为普适计算应用带来了令人印象深刻的平台级方案. 如何开始 飞思卡尔的 PowerPC Linux 开发者联盟网站是一个了解 PowerPC 架构的好起点.在这 里,您将找到 PowerPC 技术和产品的相关信息,以及由飞思卡尔和伙伴联盟提供的各种 工具和软件. 你可以找到大量能在 PowerPC 架构上运行的 Linux 安装套件(Linux distribution).下面的列 出了各种商业/非商业套件.值得注意的是,Linux 套件的数量在不断增加.这里列出的只 是目前所能得到的套件包,仅供参考: o o o o o Debian Gentoo Yellow Dog Linux Mandrake CRUX

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