32ビットのCPUコアIPをはじめ

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集合写真（左より）
Mid-range
Andes Technology Corporation
Vice President
Sales Division
Al Lin 氏
Upgrade for
8b MCU
性能
Chief Technical Officer
Senior VP
Corporate Office
Charlie Su 氏
Deeply Embedded
16b/32b app.
N7:
E801
>500MHz
D10
Panther
N13:
(8 stages)
N1337
DSP SIMD
>1.5GHz
N1068
N968A
Extensible
N705
S801
Secure Core
2 stages
President
Frankwell Lin 氏
5 stages, Caches,
MPU/MMU,
FPU, BrPred
5 stages,
LM, AXI
N8:
3 stages
N10:
N9:
Advanced
>1GHz
>1GHz
N801
>830MHz
*Frequency@TSMC28HPM
:Lvt library, 125˚C, slow silicon, 0.9Vdd
Cortex®-M0/M0+/ARM7
M3/ARM9
M4/ARM9
ARM11/R4/A5/A7
消費電力
図1：CPUコアであるAndesCoreのラインアップ。
32ビットのCPUコアIPをはじめ
システム開発のためのトータルソリューションを提供
現在、CPUコアのIPとしてARM®（Cortex®シリーズなど）が主流となっているが、他にもさまざまなIPベンダーが存在する。2005年に台湾
で創業されたAndes Technology社（以下、アンデス）もそのひとつで、32ビットRISCタイプのCPUコアIPであるAndesCore™ファミリを
ラインアップしている。ここではARMとの比較も含めて、アンデスのCPUコアをはじめとする組込みシステム開発のための、トータルソリュー
ションについて聞いた。
500MHz動作の「N705」がある。
つ汎用マイコンを構成でき、自動車の各種制御
コア化も可能だ。
「ある日本の大手通信事業者
AndesCore N8ファミリは、3ステージのパ
やストレージなどの組込みコントローラなどに向
様は、N13を3個、N10を5個で合計8個の
イプラインを搭載し16/32ビットコアからのアッ
いています。N10ファミリは、メディアプレーヤ
AndesCoreを搭載した通信用チップを開発し
プグレードに向けたもので、製品として「N801」
やスマートグラス、ウェアラブル、モータ制御、
ました」
（Frankwell氏）。
が用意されている。
「AndesCore N7・ N8ファ
電力管理など幅広いアプリケーションでのニー
CPU周りに必要なペリフェラルIPも用意して
ミリは、ARM の Cortex-M0/M0+/ARM7な
ズにお応えします」
（Charlie氏）。
いる。フラッシュメモリ専用のキャッシュメモリで
どに相当します。ゲート数が小さく電力効率が
そしてハイエンドとなるのが AndesCore
あるFlashFetch IPを含むバスマトリックス、バ
高いという特長を持ち、コンシューマアプリケー
N13ファミリであり、8ステージのパイプライン
スブリッジ、DMAコントローラ、GPIO、I2C、
ションで8ビットや16ビットマイコンを置き換え
を有する。製品となる「N1337」は最大1.5GHz
各種タイマ、SPI、UARTなどをカバーしている。
るものとなるでしょう」
（Charlie氏）。
で動作する。ホームエンターテインメント、デジ
IPに対するライセンス料が複雑なベンダーも
さらに、命令セットを拡張できるAndesCore
タルセットトップボックス、ネットワーキング、モ
あるが、アンデスは極めてシンプルな形態となっ
E8ファミリの「E801」、セキュリティを強化した
バイルインターネットデバイスなど、高い性能が
ている。
「IPのライセンス形態は極めてシンプル
AndesCore S8ファミリの「S801」もある。
「E8
必要となるマルチメディア処理に向けたものだ。
であり、オプションで無制限にすることもできま
ファミリはIoTアプリケーションがターゲットと
す。ライセンスは年契約であり、特に大口のお
なります。独自のアンデスカスタム拡張（ACE）
客様にはメンバーシッププログラムを用意して
世界で5本の指に入る
ソフトウェア群のAndeSoft™など、完成したカ
プであり実装時のサイズが小さくできる。
「D」は
は、IoTアプリケーションのためのコアとして最
さまざまなクラスにおける比較で
おり、ペリフェラルも含めたすべてのIPを自由
組込みシステム向け32ビットコアIP
スタムチップ上でソフトウェアを開発するための
SIMD命令を持つDSPコアであり、
「E」は特定
適です。S8ファミリは、スマートカードや安全性
ARMコアに勝っている
に使用できます」
（Al氏）という。すべてのIPは
ツールが用意されている。
のアプリケーション向けに命令セットを拡張でき
「2008年からライセンスの提供を開始してお
る。
「S」はセキュリティが強化されたコアとなる。
を高めたカードアプリケーションに向いています」
RTLコードで提供されている。
（Charlie氏）。
特定のアプリケーションに向けた半導体チップ
台湾のアンデスは、2005年創業の半導体IP
り、すでにAndesCoreをご採用いただいた企
ミッドレンジに相当するのが、AndesCore
AndesCoreとCortexのそれぞれ標準ライブ
を開発する場合、しばしば比較されるのがASIC
ベンダーである。
「AndesCoreは、世界で5本
業は100社を超え、チップ数は数億個にのぼり
N9とAndesCore N10ファミリだ。N9ファミリ
ラリを用いた電力効率（DMIPS/MHz）を調べ
とFPGA だ。Charlie 氏も「ASICと比較した
の指に入る組込みシステム向け32ビットコアIP
ます」
（Al氏）。国別の売上げは、2014年実績
性能や機能の異なる
の「N968A」は5ステージのパイプラインを搭載
た結果、N7とCortex-M0+では142％、E8
FPGAのメリットは、柔軟性と市場投入までの時
です。AndesCoreを搭載したカスタムチップを
で台湾65％、中国12％、日本8％、韓国6％、
複数のAndesCoreをラインアップ
している。ARMに置き換えるとCortex-M3や
とCortex-M0では 145％、N9とCortex-M3
間の短さです。技術的な要件（性能、消費電力、
中心に、システム開発のためのトータルソリュー
欧米9％である。
ARM9に相当する。N10ファミリの「N1068A」
では151％、N10とCortex-M4では130％、
面積）を満たしているのであれば、少ない数量
ションを提供しています」
（Frankwell氏）
という。
AndeStarは、32ビットRISCスタイルの命令
も5ステージのパイプラインの他に、FPUを搭
N13とCortex-A5では177％と、いずれも
でも短納期で製品化したいのでればFPGAにメ
彼らが標榜するトータルソリューションとは、
セットアーキテクチャ（ISA）である。命令長とし
AndesCoreの製品として現在、
「AndesCore
載しており、ARMのCortex-M4やARM9に相
AndesCoreが性能面で勝っている（2015年
リットがあります。AndesCoresやコンパニオ
CPUコアとしてAndesCore、各種ペリフェラル
て16ビットと32ビットが混在しており、コード
N7、N8、E8、S8、N9、N10、D10、N12、
当し、より高い性能を有する。
7月アンデス社調べ）。
「電力効率や面積効率
ンIPは、すべてASICとFGPAに使用することが
IP、AndesCoreのベースとなる命令セットアー
効率と速度の最適化が図れる。
N13を中心としたファミリがラインアップされて
さらにDSP機能を強化させたAndesCore
（性能／面積）が良くなるようにコアを開発し
できます」という。すなわち、アンデスのコアIP
キテクチャAndeStar™、SoC開発プラットフォー
AndesCoreは、32ビットRISCスタイルのCPU
いる（図1）。
D10ファミリは、強力なSIMD命令により、MP3
ていおり、極めて競争力のあるPPA（Power,
を用いればASICかFPGAかの選択に悩むこと
ムのAndeShape™といったカスタムチップを開
コアであり、RTL（Register Transfer Level）
Andes Core N 7 ファミリは2ステージの
デコードなど画像や音声処理での高速処理を実
Performance and Area）を実現しています」
なく、それぞれのメリットが活かせる。
「弊社は
発するためのツールがある。さらに、Eclipse
記述のソフトコアだ。N、D、E、Sというシリー
パイプラインを搭載し、8ビットマイコンからの
現する。
ベースの統合開発環境のAndeSight™、各種
ズに展開されており、
「N」は高性能な汎用タイ
アップグレードに向く。実際の製品として最大
「AndesCore N9ファミリは、高い性能を持
2015.8
42 Volume.11
APS MAGAZINE
（Charlie氏）。
AndesCoreは自由に組み合わせたマルチ
IPベンダーですが、パートナーとしていくつかの
大手ASIC設計サービス会社があり、お客様に
Volume.11 2015.8
APS MAGAZINE
43
Andes Technology ｜ NEW PRODUCT INFO
マルチメディア、FAのコントローラ、センサシ
ステムなど幅広い市場で採用されている。
Technical NOTE
これから市場規模の拡大が期待されるのが
IoT分野だ。
「今後10年で500億個もの機器間
通信が実現されると見ています。弊社ではIoT
のためのソリューションを備えており、すでに
SoC向け 32-bit プロセッサ
AndesCore™ N13 family
「Debug "hello world" on ADP-XC5 FPGA board」
h ttp: / / go.aps-we b.jp/ 1 1 -and e s
QRコードアプリで関連デモ動画を再生できます。
ワールドワイドで20社以上のお客様をサポート
しています」
（Al氏）。
図2：ザイリンクスのVirtex®-5を搭載した評価ボード。このボードが無償で借りられる。
主な利点
来たるIoT時代を見据えて、セットメーカーに
高性能AndesCore™N13ファミリは、ホーム
■SW電源管理のための待機命令
向けたWebサイト「www.knect.me」を開設
エンターテインメント、デジタルセットトップボッ
■16入力までの割り込みコントローラ内蔵
している。www.knect.meによって、チップ
クス、ネットワーキング、モバイルインターネッ
■3階層のHWレベルのネスト割り込み
性能
ベンダー、サードパーティ、アプリケーション開
トデバイスなどの市場のパフォーマンス要件に
■オプションによる統一または
■非常にコンパクトなプログラムサイズ
発者、システムベンダーという4つが関連し合っ
対応するように設計されています。メモリ管理ユ
外部のローカルメモリインタフェース
■ほとんどの32ビット動作は１サイクル実行
たIoTソリューションの実現をサポートする。さ
ニットと8段のパイプラインを実装し、1GHz以
■ユーザおよびスーパーユーザの
■大規模な分岐予測による高速な分岐制御
らに、Knect SoCプラットフォーム、Knectソ
上のクロックで動作し、2.05DMIPS/MHzとい
両モードをサポート
■高速メモリアクセス
フトウェアスタック、Knectアプリケーションプ
うパフォーマンスを提供します。
■メモリマップドI/O
拡張性
■コプロセッサインタフェース
■C言語による組込みプログラミング
メモリ管理・保護機能
■JTAGデバッグ、パフォーマンス監視機能
最適なソリューションを提供できます」
（Charlie
くのミドルウェアが提供されている。
ラットフォーム、Knect開発ツールといったIoT
氏）という。
もちろん評価ボードと評価ボード用BSP
ソリューションを用意している。
主な特徴
（Board Support Package）も準備されてい
Charlie氏は、
「多くの優れた製品や産業が
■TLB（Translation Lookaside Buffer）
■バイエンディアンでのデータアクセス
る（図2）。
「すべてのAndesCoreライセンシー
日本企業によってもたらされたことからも分か
CPUコア
■オプションによる
電力管理
無償貸与のBSPを用意するなど
のためにBSPを無料で貸し出しています。多く
るように、日本のメーカーは極めて革新的です。
■2.05DMIPS/MHz, 3.13CoreMark/MHz
ハードウェアページテーブルウォーカー
■クロックおよび論理回路のゲーティング
ソフトウェア開発環境も充実
のサンプルコードも用意され、効率的な開発を
SoCとアプリケーションがますます複雑になって
■AndeStar™V3アーキテクチャ
■２グループのページサイズをサポート
■スタンバイ命令による電力管理
■コア対バスのクロック比はN対1
支援します」
（Charlie氏）。このBSPは9カ月ご
きた今日、アンデスは日本メーカーの技術革新
■8段パイプライン
■8個の領域のメモリを保護
とにアップデートされ、常に最新のものを使用
を継続し、さらにアンデスのプロセッサソリュー
■16/32ビット混在可能な命令フォーマット
メモリサブシステム
「ソフトウェア開発環境としてAndeSightを提
できるという。
「技術サポート部隊は、お客様に
ションとソフトウェアを活用いただくことで、お
■32個の汎用32ビットレジスタ
■命令＆データキャッシュ
供しています。これはEclipseベースの統合開
実際にお会いしてのミーティングに加え、Web
客様の製品差別化を支援していきます」という。
■シャドウのスタックポインタ
■命令＆データローカルメモリ（ILM/DLM）
無料セミナー情報（定員80名）
発環境であり、多くのプラグインが用意されて
会議や電話、電子メール、Eサービスなど、さ
「今年の10月14日に新横浜国際ホテルで技術
■動的分岐予測（32/64/128/256 BTB）
バスインタフェース
日時：2015年10月14日（水） 13：30〜
います」
（Charlie氏）。GNUコンパイラも用
まざま手段で手厚いサポートを提供しています。
セミナーを開催しますので、ぜひご来場いただ
■積和および積差命令
■同期/非同期AHBバス：1または2ポート
場所：新横浜国際ホテル
意されており、性能とコードサイズが最適化さ
Eサービスは、お客様の質問などに対して、で
きアンデスの性能を体感いただきたい」
（Al氏）。
■整列・非整列の複数ワードのロード/ストア
■同期AXIバス：0、1または2ポート
お問い合せ：[email protected]
れたコードを生成できる。GNUデバッガや独
きるだけ早くフィードバックするもので、基本
今後も超低消費電力かつ高性能なIPを
自のデバッガも用意されている。さらには、解
的に24時間対応となっています」
（Frankwell
提供することに注力していくという。最後に
析ツールも充実しており、関数のプロファイリ
氏）。日本では、経験豊富なトリトン株式会社が
Frankwell氏は、
「プラットフォームIP、コンパ
ング、コードカバレッジ、リアルタイムOSの状
総代理店としてサポートしているので安心だ。
ニオンIP、組込みプロセッサを開発するための
ソフトウェアとハードウェアの開発、デバッグ、
をビジュアルで解析可能だ。新しい命令のI/O
ツールチェーン、BSP、ならびに各種アプリケー
を定義後、COPILOT（Custom-OPtimized
今後は既存の分野に加え
ションのためのエコシステムを提供していくこと
Instruction deveLOpment Tools）ツール
IoT市場に注力していく
に加えて、より上位のプロセッサIP、高度な命
を用いることで、コンパイラやデバッガ、シミュ
令セットアーキテクチャ、より深いステージのパ
レータなどの関連ツールのためのコンポーネン
イプライン、超低消費電力、より多くのスレッド
トやRTLコードを生成できる。
アンデスの製品は、すでにタッチパネルやワ
などを開発することで、お客様のシステムの競
エコシステムも充実している。ローターバッ
イヤレス、コントローラといった携帯電話の周辺
争力確保に貢献していきます」とまとめた。
ハ社の TRACE32/ JTAGデバッガや SoC 向
機能、マイコン、IoT、ハイエンドネットワーク、
Data
Cache
COP
JTAG
COP I/F
JTAG/EDM
N13 µCore
MMU
MPU
Data
LM
DMA
Instr.
LM
Power mgmt
& IRQ
Standby
&VIC
External Bus Interface
態ビューなど、さまざまなソフトウェアの動き
DTLB
1or 2
AXI
1or 2
AHB
Instr.
Cache
ITLB
けにカスタマイズされた統合開発環境である
CooCox、OSとしてはµITRONで高いシェアを
誇るイーフォース社のµC3をはじめ、Linuxや
µBoot、Contiki、eCos、Thread-X、µC/
ARMの対抗馬は存在する。MIPSでもARCでもない。それがAndes
OS-II and III、Nucleusがあげられる。ミドル
コアだ。CPU性能はもちろん、豊富なツール群やBSP、エコシステム、
ウェアとしてはZigBeeやBluetooth、ファイル
サポート体制など充実してきている。テクノロジーだけの勝負ではない
システム、USB、セキュリティスタックなど、多
ところも分かっているのがAndesの本当の強みかもしれない。
2015.8
44 Volume.11
APS MAGAZINE
AndesCore™ N13 family : Functional Blocks
日本代理店：トリトン株式会社
TEL：080-4002-0768
E-mail：[email protected]
Andes Technology
http://www.andestech.com/
Volume.11 2015.8
APS MAGAZINE
45

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