過去的40年裏，半導體行業在集成方麵取得了突飛猛進的發展。去年正好是摩爾定律公布40周年。在大部分情況下，摩爾定律也適用於試圖通過技術在短期內實現迅速擴張的其他一些領域。2005年SIA年度報告中舉出的一個例子可以很好地說明半導體行業的模式對日常生活的影響：“1978年，紐約到巴黎的商務航班需要7小時
，機票價格為900美元。如果將摩爾定律用於航空業，現在機票的費用就隻需要大約1便士，飛行時間不超過1s。”顯然
，航空業是不願意采用摩爾定律的，但許多其他行業卻試圖適用這一定律。
　　汽車行業已從嵌入式處理技術的發展中大受裨益
，有些車輛現在最多使用60個處理器。對汽車新功能的需求在不斷增加
，這反過來又進一步推動了對更高的係統性能和可靠性的需求。引擎技術的發展和最終的“環保車輛”需要新的方法來解決當前麵臨的大量技術難題。在利用更大功率的半導體
、新型內存技術、更強的嵌入式處理器性能及定時控製功能解決大量　電(dian)氣(qi)技(ji)術(shu)難(nan)題(ti)方(fang)麵(mian)
，半(ban)導(dao)體(ti)將(jiang)發(fa)揮(hui)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。新(xin)型(xing)半(ban)導(dao)體(ti)技(ji)術(shu)將(jiang)為(wei)解(jie)決(jue)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)行(xing)業(ye)現(xian)有(you)的(de)技(ji)術(shu)難(nan)題(ti)創(chuang)造(zao)新(xin)的(de)機(ji)會(hui)。汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)現(xian)在(zai)使(shi)用(yong)的(de)32位微控製器包含3000多萬個晶體管，而且未來幾年內可能會迅速增加到6000多(duo)萬(wan)個(ge)。隨(sui)著(zhe)未(wei)來(lai)幾(ji)年(nian)內(nei)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)度(du)的(de)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)，要(yao)想(xiang)在(zai)日(ri)益(yi)複(fu)雜(za)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)全(quan)部(bu)功(gong)能(neng)，就(jiu)需(xu)要(yao)開(kai)發(fa)新(xin)技(ji)術(shu)。半(ban)導(dao)體(ti)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)步(bu)現(xian)已(yi)實(shi)現(xian)了(le)10年前人們無法想象的新功能，一種新型的實時多核調試、校準和環路硬件接口正在滿足高級引擎動力總成係統的特殊要求。
　　過去30年中
，有人曾試圖使用停缸技術（Cylinder deactivation）。suizheranyoujiagedeshangshenghegongnengqiangdadeqianrushichuliqidechuxian，qicheshengchanshanghezuizhongyonghudoukaishiyongxindeyanguangkandaitinggangjishu。qianrushichuliqibeiyonglaikongzhiyinqingdingshi
，yizainiujuhedonglizongchengxitongderanyoujingjixingzhijiandachengpingheng。
　　從cong輕qing型xing車che輛liang到dao重zhong型xing卡ka車che，各ge種zhong動dong力li總zong成cheng應ying用yong都dou將jiang采cai用yong清qing潔jie環huan保bao的de引yin擎qing。部bu分fen地di區qu的de政zheng府fu法fa規gui將jiang使shi引yin擎qing變bian得de更geng加jia清qing潔jie環huan保bao。使shi用yong燃ran料liao直zhi接jie噴pen入ru汽qi缸gang和he微wei粒li物wu捕bu集ji裝zhuang置zhi來lai清qing除chu排pai氣qi裝zhuang置zhi的de方fang法fa將jiang需xu要yao對dui噴pen油you嘴zui和he傳chuan感gan器qi（檢測微粒物捕集裝置的狀態）進行極為先進的定時控製。
　　要解決這些難題

，需要新的方法來使工程設計小組采用上市時間更短
、成本更低、kekaoxinggenggaoqieshuliangriyizengjiadexintexing。zaiqicheshichang，yongyuyinqingguanlideqianrushikongzhiyouzheyitaofeichangfuzadejidianxitongyaoqiu。kehuqiwanghezhengfufaguidebianhuazhengzaituidongyinqingguanlidebuduanbianhua。yinqingjishuxiangxiranyinqing、無wu凸tu輪lun引yin擎qing和he電dian子zi混hun合he車che輛liang的de發fa展zhan將jiang對dui未wei來lai車che輛liang的de動dong力li總zong成cheng係xi統tong電dian子zi組zu件jian產chan生sheng直zhi接jie影ying響xiang，無wu極ji變bian速su將jiang在zai未wei來lai的de動dong力li總zong成cheng係xi統tong中zhong發fa揮hui重zhong要yao作zuo用yong，而er新xin的de微wei控kong製zhi器qi技ji術shu和he半ban導dao體ti解jie決jue方fang案an將jiang成cheng為wei將jiang新xin技ji術shu變bian為wei現xian實shi的de主zhu要yao動dong力li。
　　圖1顯(xian)示(shi)了(le)引(yin)擎(qing)管(guan)理(li)的(de)複(fu)雜(za)性(xing)。該(gai)方(fang)框(kuang)圖(tu)顯(xian)示(shi)了(le)有(you)多(duo)路(lu)輸(shu)入(ru)和(he)多(duo)路(lu)輸(shu)出(chu)設(she)備(bei)的(de)常(chang)見(jian)引(yin)擎(qing)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，這(zhe)些(xie)輸(shu)入(ru)會(hui)根(gen)據(ju)對(dui)係(xi)統(tong)的(de)影(ying)響(xiang)生(sheng)成(cheng)不(bu)同(tong)級(ji)別(bie)的(de)中(zhong)斷(duan)和(he)異(yi)常(chang)，輸(shu)出(chu)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)是(shi)脈(mai)寬(kuan)調(tiao)製(zhi)（PWM）、通用輸入/輸出或定時輸入/輸出。
　　在zai調tiao試shi和he校xiao準zhun機ji電dian係xi統tong時shi
，實shi時shi調tiao試shi非fei常chang關guan鍵jian


，因yin為wei機ji電dian係xi統tong通tong常chang不bu允yun許xu修xiu改gai或huo中zhong斷duan嵌qian入ru式shi處chu理li器qi的de性xing能neng以yi便bian開kai發fa工gong具ju進jin行xing查zha詢xun。現xian在zai的de係xi統tong工gong程cheng師shi可ke以yi利li用yong更geng先xian進jin的de開kai發fa工gong具ju的de優you勢shi，這zhe些xie改gai進jin在zai幾ji年nian前qian甚shen至zhi是shi不bu可ke想xiang象xiang的de。
　　為了解決如何在多個處理器核心類型之間實時進行數據和指令跟蹤的問題，業內成立了IEEE-ISTO Nexus 5001 Consortium或Nexus Forum。Nexus Forum最早於1999年發布技術規範，並在2003年進行了更新。
　　Nexus 5001技ji術shu規gui範fan包bao括kuo了le一yi些xie標biao準zhun功gong能neng，使shi用yong非fei入ru侵qin式shi調tiao試shi技ji術shu對dui數shu據ju和he指zhi令ling設she置zhi斷duan裂lie點dian和he觀guan察cha點dian。該gai技ji術shu規gui範fan將jiang部bu署shu多duo種zhong獨du特te功gong能neng來lai跟gen蹤zong最zui嚴yan重zhong的de軟ruan件jian和he硬ying件jian故gu障zhang。其qi中zhong的de部bu分fen新xin功gong能neng包bao括kuo：責任跟蹤信息處理、數據跟蹤
、內存替換、端口替換
、程序跟蹤、超chao時shi和he錯cuo誤wu消xiao息xi處chu理li。多duo年nian以yi來lai，雖sui然ran微wei處chu理li器qi中zhong已yi經jing部bu署shu了le其qi中zhong的de許xu多duo功gong能neng，但dan目mu前qian還hai沒mei有you實shi施shi過guo全quan部bu功gong能neng和he實shi時shi調tiao試shi接jie口kou的de處chu理li器qi。
　　過去10年中使用的校準和調試方法使用了在調試和校準動力總成係統的過程中“必須查看每個周期”的理念體係。Nexus 5001方法對調試情況進行了以下四種假設，避開了“必須查看每個周期”的做法。

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　　● 開發工具中可以使用源代碼和目標代碼。這樣，基於主機的工具就能跟蹤或計算程序流程而無須直接地址或數據總線可視性。
　　● 從目標係統到開發工具都隻需要流指令修改。當主機校準/調試工具接入目標代碼後，隻需修改通過調試接口傳輸的流指令地址即可在嵌入式處理器和主機工具之間保持同步。如果流變化在255個指令中沒有實施同步地址，Nexus 5001技術規範將發送同步信息。
　　● 隻有有限數量的數據位置必須實時顯示，而大部分數據值可以在中斷期間檢查或發生特殊事件時進行更新。對於許多工程師來說，Nexus 5001接(jie)口(kou)跟(gen)蹤(zong)數(shu)據(ju)值(zhi)的(de)功(gong)能(neng)還(hai)是(shi)一(yi)個(ge)新(xin)功(gong)能(neng)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)，該(gai)過(guo)程(cheng)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)功(gong)能(neng)強(qiang)大(da)的(de)邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)器(qi)實(shi)現(xian)。該(gai)分(fen)析(xi)器(qi)負(fu)責(ze)跟(gen)蹤(zong)地(di)址(zhi)總(zong)線(xian)，並(bing)觸(chu)發(fa)數(shu)據(ju)總(zong)線(xian)向(xiang)特(te)定(ding)內(nei)存(cun)位(wei)置(zhi)寫(xie)入(ru)數(shu)據(ju)。這(zhe)是(shi)一(yi)項(xiang)非(fei)常(chang)棘(ji)手(shou)的(de)工(gong)作(zuo)
，大(da)容(rong)量(liang)數(shu)據(ju)高(gao)速(su)緩(huan)存(cun)和(he)片(pian)上(shang)係(xi)統(tong)SRAM的出現使它變得幾乎不可能實現。
　　● 最後，如果錯誤發生，用戶必須從調試環境那裏收到相關通知。Nexus 5001技術規範在發射機部分提供了一個大小可以變化的FIFO緩衝器。如果FIFO溢(yi)出(chu)
，接(jie)口(kou)將(jiang)發(fa)送(song)錯(cuo)誤(wu)信(xin)息(xi)。用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)規(gui)定(ding)什(shen)麼(me)情(qing)況(kuang)下(xia)發(fa)生(sheng)溢(yi)出(chu)錯(cuo)誤(wu)
，以(yi)便(bian)實(shi)施(shi)過(guo)時(shi)的(de)嵌(qian)入(ru)式(shi)處(chu)理(li)器(qi)或(huo)通(tong)過(guo)發(fa)送(song)新(xin)的(de)同(tong)步(bu)信(xin)息(xi)繼(ji)續(xu)操(cao)作(zuo)。 
　　Nexus 5001端口可以根據開發、環路硬件或校準工具捕獲的信息數量進行配置。幾個IC廠商已經在多種CPU基礎架構中采用了Nexus 5001技術規範，以支持從手機、汽車、硬磁盤驅動控製器到視頻處理器的多種不同應用。
　　最近為兼容PowerPC構架開發的一種多核實時接口可以在單個接口上提供實時調試
、校準
、快速原型試製和環路硬件功能。圖2顯示了基於Nexus 5001標準的多核調試體係結構中的4個處理單元的方框圖。第一版可以為4個數據處理單元提供實時接口。這4個處理單元分別是兼 
容e200z Power構架的核心、兩個增強型定時處理單元（E-TPU）和一個直接存儲器存取（DMA）。通過Class 3 Nexus 5001接(jie)口(kou)上(shang)的(de)一(yi)條(tiao)連(lian)接(jie)
，主(zhu)機(ji)工(gong)具(ju)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)從(cong)任(ren)何(he)或(huo)全(quan)部(bu)處(chu)理(li)單(dan)元(yuan)中(zhong)收(shou)集(ji)數(shu)據(ju)。此(ci)外(wai)，調(tiao)試(shi)和(he)校(xiao)準(zhun)工(gong)具(ju)可(ke)以(yi)在(zai)任(ren)何(he)或(huo)全(quan)部(bu)處(chu)理(li)單(dan)元(yuan)上(shang)為(wei)數(shu)據(ju)和(he)指(zhi)令(ling)建(jian)立(li)斷(duan)裂(lie)點(dian)/觀察點。使用這種應用的一個例子是一位工程師跟蹤E-TPU上的定時事件和在兼容PowerPC e200 ISA的Book-e處理核心上運行的代碼之間發生的問題。
　　32位嵌入式處理器上可以實施一個浮點和/或單指令多數據（SIMD）設備
，以支持複雜的算法。SIMD允許在多個數據集上實施一條指令，這在過濾和陣列算法中非常有用。Nexus調試端口允許監控浮點和SIMD的數據和指令。

　　MPC5500產品係列中最新的嵌入式汽車處理器正在推動新的引擎技術。DSP功能與MPC5500 SIMD設備的集成能夠推動動力總成在多個領域的發展，包括高級引擎撞擊檢測、CVT改進和6速自動換檔等。此外，混合電子車輛功率轉換器模塊中也在使用DSP功能
，用來控製大型電動引擎。
　　新的微控製器
、輸入/輸出係統、開發工具
、通信方法和高級算法等的出現將實現新的汽車應用。具有實時多核調試功能的嵌入式處理器將淘汰傳統的運行控製調試方法。
　　嵌qian入ru式shi處chu理li器qi已yi經jing成cheng為wei現xian代dai日ri常chang生sheng活huo不bu可ke分fen割ge的de一yi部bu分fen。偶ou爾er使shi用yong該gai技ji術shu的de用yong戶hu不bu會hui注zhu意yi到dao大da部bu分fen嵌qian入ru式shi處chu理li器qi。半ban導dao體ti技ji術shu將jiang在zai未wei來lai產chan品pin中zhong大da大da提ti高gao集ji成cheng度du和he性xing能neng並bing降jiang低di成cheng本ben。設she計ji工gong程cheng師shi必bi須xu部bu署shu新xin技ji術shu才cai能neng充chong分fen利li用yong複fu雜za的de半ban導dao體ti技ji術shu的de優you勢shi
，而er半ban導dao體ti供gong應ying商shang則ze必bi須xu確que保bao係xi統tong需xu求qiu、性能和係統成本之間的平衡。