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ルネサス、カーナビ向けに処理能力1,920MIPSのデュアルコアプロセッサを開発

[issued: 2008.01.31]

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ルネサス テクノロジのデュアルコア・プロセッサSH7786グループ
ルネサス テクノロジのデュアルコア・プロセッサSH7786グループ

 ルネサス テクノロジは1月31日、ハイエンドカーナビゲーションシステムなど高性能マルチメディア機能を持つ車載情報機器向けに、CPUコア「SH4-A」を2個持ち、533MHz動作時に最大1,920MIPSの処理能力を発揮するデュアルコア・プロセッサ「SH7786グループ」を開発したと発表した。すでに90nmプロセス品を複数の特定顧客向けにサンプル出荷している。現在65nmプロセス品を開発中で、低消費電力技術を適用するなどして、2008年10月にサンプル出荷する予定。今後は、同社が05年から展開してきた「SH-Naviシリーズ」のように画像処理機能などカーナビに必要な機能も搭載したカーナビ用SoCのデュアルコア版を2009年度のサンプル出荷を目標に開発を進める。さらなる次世代向けに4個のCPUコアを持つ製品なども計画している。

 SH7786グループは、SH-Naviシリーズなどでカーナビ向けに高い実績を持つ32ビットRISC CPUコアSH4-Aを2個1チップ上に搭載する。今回は、新規にマルチコア対応のためのコアアーキテクチャを採用することで、1つのOS内で行われるアプリケーションの処理を動的に分散して各コアに処理能力を割り当てるSMP(対称型マルチプロセッシング)構成と、各コアにOSを割り当て独立に処理するAMP(非対称型マルチプロセッシング)構成という、2つの並列処理方式の動作に対応した。また、各CPUコアで独立に、クロック周波数と低消費電力モードを設定することが可能であり、負荷変動に応じて消費電力を最小化することもできる。

 CPUコアのSH4-Aは、単独で533MHz動作時に960MIPSの処理性能を持ち、2個搭載するSH7786グループの処理能力は最大1,920MIPS。内蔵する浮動小数点演算器の能力は、単精度で最大7.46GFLOPSを実現する。これは、同社が07年5月に発表した600MHz動作のSH4-Aシングルコアカーナビ用プロセッサ「SH7785」の処理能力1,080MIPSを大きく上回る。消費電力は明らかにしていないが、「動作周波数を533MHzとしたのは、65nmプロセス品での消費電力を5W以下に抑えるため」(同社)とコメントしている。

 また、マルチコアデバイスを使用した機能分散型システムにおいて、異なる特性や機能をもつ個々のシステムである「ドメイン」を連携させる「EXREAL-ExARIA」や、複数ドメインのOS間の干渉を抑止(ドメイン分離)する「EXREAL-ExVisor」を適用した。これにより、既存のSH-4Aシングルコア用に開発した多くのソフトウエア資産をそのままデュアルコアのSH7786グループのシステムに流用することが可能になり、システム開発期間の短縮や、複数の異なる種類のOS動作時の高信頼性を実現できる。さらに、オンチップデバッグ機能としてH-UDI(User Debug Interface)機能、AUD(Advanced User Debugger)機能を搭載しており、最大動作周波数でのリアルタイムデバッグとリアルタイムトレースが可能で、顧客のソフトウエア開発負担を軽減できる。

 キャッシュメモリは、4ウェイセットアソシアティブの命令キャッシュを32Kバイト、同じく4ウェイセットアソシアティブのデータキャッシュを32Kバイト、各CPUコアに搭載する。SMP構成に対応するため採用したスヌープコントローラを経由してCPU内蔵キャッシュの更新データを各コア間でやりとりすることで、キャッシュのコヒーレンシ(一貫性)が維持できるので、ソフトウエア処理の高速化が実現される。また、命令取り出し時に高速アクセスできるRAMを8Kバイト、データアクセス時に高速アクセスできるRAMを16Kバイト、各CPUコアに搭載しており、これらのRAMに例外処理プログラムなどを格納することで、システムのリアルタイム性能の向上も図れる。外部バスインターフェースには、PCでの採用が一般的になっている高速バスPCI-Expressをはじめ、USB2.0、イーサネットコントローラなど主要な接続バス機能を持つ。パッケージサイズは、90nmプロセス品で27mm角となっている。

 現在、カーナビなどの車載情報機器は、多機能化、高性能化が進んでおり、地図描画の3Dグラフィックス表示、地上デジタル放送などのAV機能に加えて、今後は、画像認識など安全に関わる情報処理も組み込まれるため、さらなる高性能マイコンが求められている。一方で、車載機器は低消費電力性能への要求が厳しいことから、今後の高性能化はマルチコアが本命とされていた。07年10月にはNECエレクトロニクスが、英ARM社と共同開発したマルチコア技術「MPCore」に基づくCPUコアを4個搭載し、処理性能が1,920MIPSという「NaviEngine」を発表している。ルネサス テクノロジは、車載マイコンで国内トップシェアで、特にカーナビ用では、国内80%、グローバル60%と高いシェアを占めることから、その対応が注目されていた。

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