适应多核时代的实时操作系统平台

电信基础设施市场是多核的最主要推动力

电信基础设施市场是高端多核技术最主要的驱动力，这最主要是由于全球4G技术对带宽需求的爆炸式增长所决定的。LTE要求在电信基础设施上有大量的变更，以便能够以一种高性价比的方式提供服务。因此，为了保持速度，运营商需要在减少网络支出的同时，给每个单元提供更多的带宽。例如，大幅度缩减网络上每个比特的成本。这就意味着他们需要大幅度地缩减资本支出和运营支出。这些只能够通过将现有的网络设备整合到较少的网络节点或设备中来实现。

Enea的首席技术官Tobias Lindquist。

多核处理技术是电信基础设施中能够提供这种整合的唯一的现有技术。最初的这种多核解决方案是在核心层、汇聚层的同构多核设备，并可访问电信网络空间。但也有一些访问那些异构多核设备的 (例如在相同多核设备上的多元CPU架构、高级的MPU和DSP等)，在他们的市场领域也有着明显的作用。

无线手持设备市场也在一定程度上驱动着多核技术的发展，但主要是来自于异构多核设备。手持设备的价格必须低，但带宽需求却必须增大，因此正在探求高性能基带处理和应用处理器的融合，这将通过整合高端MPU(PPC、ARM等)和DSP的异构多核SOC来快速实现。

多核基础设施系统的设计要求与挑战

再来看看当代智能手机的设计需求。Enea在整合了Linux和Android的智能电话上看到了采用多核技术的倾向，例如采用系统中实时控制各个方面、更小的实时OS。这些OS都配置在同构多核设备上，这些设备同时采用了ARM核和DSP核的特性，从而将3G甚至更高级别的智能电话推广到所有对成本敏感的市场。DSP核运行基带处理；ARM核用于处理Linux/Android应用程序和处理带宽更高的密集型控制，例如多媒体流和Flash管理，这些都可由传统的RTOS来处理。

在这里，软件设计挑战是显而易见的：如何有效管理Linux/Android内核与方案RTOS核，如何在解决方案中整合DSP设备等等。此时需要的是针对ARM内核的强大的Hypervisor解决方案，和一个与基带通信和管理简单统一的IPC(处理器间通信)框架。

对LTE基站而言，最大的设计要求是更高的带宽以及更低的每个比特成本。步入LTE(或4G)时代后，所有基于IP的网络以及IP数据包处理将变得极其重要，这能通过今天市场上的基于多核处理器的最新式PPC和MIPS来进行管理。然而，成本削减意味着这些IP数据包处理必须与基站传统控制功能整合在一起。采用多核设备的LTE基站最好的编程模式是在同一设备上整合SMP和AMP。

传统的嵌入式OS平台是构建于在单核上执行的。在多核设备上充分利用CPU资源，同时保持为单核构建的现有软件的投资是一种挑战。新的多核硬件随着时间推移，芯片的内核数目会越来越多。构建一个OS平台，使客户的应用软件能够轻而易举地从少量核扩展到很多核，这也是一种挑战。此外，多核对系统的整体检测和调试工具有新的要求。例如，调试一个运行在多硬件并行执行的线程上的应用程序，在传统的单核模式下是不可能完成的。显然传统的嵌入式OS无法满足多核时代的性能和应用需求。

Enea的多核解决方案

Enea的以下四个产品能直接满足多核系统设计的最新要求。

(1)OSE Multi-core Edition(OSE MCE)。OSE MCE在同一解决方案中提供SMP和AMP特性，最适合上述LET基站需求。OSE MCE 是混合的 (Hybrid) AMP/SMP模式，可以达到裸跑(Bare-metal)的性能，并可以实现多核线性的性能。支持的体系结构包括PPC、MIPS和ARM等。(2)Enea Hypervisor。当OSE Multi-core Edition 自然运行时，Enea Hypervisor提供Linux的虚拟环境，是智能手机和网络设备的最佳解决方案，可以支持OSE RTOS和Linux，并存于一个多核CPU，并可保证实时应用达到Native performance。

(3)OSEck RTOS。这是一个OSE的精简版本，特别针对对性能要求极高的DSP和SoC。OSEck支持LTE基站和移动电话的基带处理，现在已经被广泛部署。它支持所有系列的DSP，比如，TI的C64、C64+和最新的Shannon/Nyquist， Freescale的MSC815x和MSC8144，以及LSI、CEVA、ADI等公司的DSP。

(4)LINX。Enea是唯一一家能同时针对数据面和控制面提供高性能IPC的RTOS供应商，为分布式多处理系统和多核设备(DSP和CPU)提供强大的、全面的IPC框架。LINX是一个支持多OS、透明的、支持分布式消息传递技术的IPC，通过为所有系统通信提供通用的框架，简化了所有系统设计，包括 Intra-CPU/内核、内核到内核、设备到设备、甚至系统到系统。LINX运行在所有OSE基础的操作系统、Linux上，并能够支持其它RTOS。LINX对于连接Linux应用程序、OSE应用程序和其它的MPU 、DSP应用程序提供了很强大的框架，因此特别适合于市场上新兴的3G/4G智能手机和LTE基站的使用。

OSE的设计并不是作为通用的RTOS，而是作为直接支持由电信行业定义和提出的高可用性需求的一个操作系统，专门为电信市场量身定制。Enea了解电信的需求。如上所述，Enea的多核解决方案——OSE Multi-core Edition同时可支持SMP和AMP处理模式，并具有可预测的线性扩展性和多核设备每个核的单核性能，是独一无二的解决方案。此外，Enea在提供对通用CPU解决方案、OSE Multi-core Edition具有相同编程模式的DSP操作系统(OSEck)方面，具有独一无二的优势。Enea基于Eclipse的Optima开发调试工具，大大缩短了客户的开发周期。Enea Hypervisor为Linux虚拟化提供一个独特的高性能解决方案，根本上允许Linux自然地在多核设备上的一个核(多个核)上运行，且不像其他竞争解决方案那样有虚拟机的感觉。最后还有一点，竞争对手中没有哪个企业具有IPC解决方案的特性，能像LINX那样丰富和牢固，为对CPU和DSP和在所有OS上的所有的节点和设备，提供系统广泛的消息传递通信协议。