高通六邊形

六邊形是數字信號處理器（DSP）產品家族的品牌名稱高通。六角形也被稱為QDSP6，代表“第六代數字信號處理器”。根據高通公司的說法，六邊形體系結構旨在在各種應用程序上提供低功率的性能。^[2][3]

每個版本的六邊形都有一個指令集和一個微體系結構。這兩個功能密切相關。

六邊形用於高通Snapdragon芯片，例如在智能手機，汽車，可穿戴設備和其他移動設備中，也用於蜂窩電話網絡的組件中。

指令集體系結構

計算設備具有指令集，這是其最低，最原始的語言。常見的說明是導致兩個數字以其他方式添加，乘以或組合的兩個數字，以及指導處理器以記憶以獲取其下一個指令的說明。還有許多其他類型的說明。

將計算機程序轉換為設備可以理解和執行（執行）的指令流的彙編器和編譯器。作為指令流執行，使用指令特權級別支持系統功能的完整性。特權說明可以訪問設備中的更多資源，包括內存。六邊形支持特權水平。

最初，六邊形說明以整數數字進行操作，但沒有浮動點號，^[4]但是在V5浮點支持中。^[5]

處理指令執行的處理單元能夠在訂購最多4個指令（數據包）到4個執行單位每個時鐘。^[6][7]

微體系結構

微構造是芯片或芯片組件的物理結構，使設備可以執行指令。給定的指令集可以通過各種微構造實現。六邊形設備的公共汽車 - 數據傳輸通道 - 寬32位。也就是說，可以在一個步驟中將32位數據從芯片的一個部分移動到另一部分。六邊形微體系結構是多線程，^[8]這意味著它可以同時處理多個指令流，從而提高數據處理速度。六邊形支持很長的教學單詞，^[9][10]這些是可以“並行執行”的四個指令的分組。並行執行意味著可以同時運行多個指令，而無需一項指令必須完成下一個指令。六邊形的微觀架構支持單個指令，多個數據操作，^[11]這意味著，當六邊形設備收到指令時，它可以同時對一個以上的數據進行操作

根據2012年的估計，高通發貨了12億dsp內核內部芯片上的系統（SOCS）（平均每SOC 2.3 DSP核心）2011年計劃在2012年計劃15億個核心，使QDSP6成為DSP發貨最多的建築^[12]（Ceva2011年，大約有10億個DSP核心運輸，其中90％的IP固定DSP市場^[13]）。

六邊形體系結構旨在在各種應用程序上提供低功率的性能。它具有諸如硬件輔助之類的功能多線程，特權級別，很長的指令詞（vliw），單個指令多個數據（SIMD），^[14][15]和指示旨在有效的信號處理。硬件多線程被實現為桶時間多線程 - 每個週期都以循環蛋白方式切換線，因此600 MHz物理核心在V5之前以三個邏輯200 MHz核心呈現。^[16][17]六邊形V5轉換為動態多線程（DMT）線程開關在L2錯過，中斷等待或特別說明。^[17][18]

在2013年熱籌碼上，高通宣布了其Hexagon 680 DSP的詳細信息。高通宣布六邊形矢量擴展（HVX）。HVX旨在允許在DSP而不是CPU上處理高級成像和計算機視覺的重大計算工作負載。^[19]2015年3月，高通宣布了他們的Snapdragon神經處理引擎SDK，該引擎允許AI加速度使用CPU，GPU和Hexagon DSP。^[20]

高通Snapdragon 855包含他們的第四代An Device AI發動機，其中包括Hexagon 690 DSP和Hexagon Tensor Accelerator（HTA）AI加速度.^[21]

軟件支持

操作系統

這港口的Linux因為六邊形在管理程序層（“六邊形虛擬機”^[22]）並與3.2發行合併核心.^[23][24]最初的管理程序是封閉消息，2013年4月，QDSP6 V2和V3的最小開放式操縱虛擬機管理程序實現，“六邊形小型”由高通公司發布BSD風格的許可證.^[25][26]

編譯器

在3.1發行中添加了對六邊形的支持LLVM作者：托尼·林西姆（Tony Linthicum）。^[27]在8.0.0釋放中添加了Hexagon/HVX V66 ISA支持LLVM.^[28]還有一個非FSF維持分支海灣合作委員會和Binutils.^[29]

採用SIP塊

Qualcomm Hexagon DSP已在高通Snapdragon Soc自2006年以來。^[30][31]在Snapdragon S4（MSM8960及更新）中，有三個QDSP核心，在調製解調器子系統中有兩個，在多媒體子系統中有一個六角形核心。調製解調器內核僅由Qualcomm編程，並且僅允許用戶對多媒體核心進行編程。

它們也用於某些femtocell高通的處理器，包括FSM98XX，FSM99XX和FSM90XX。^[32]

第三方集成

2016年3月，宣布該半導體公司conexantAudiosmart音頻處理軟件已集成到高通公司的Hexagon中。^[33]

2018年5月Wolfssl增加了對使用高通六角形的支持。^[34]這是對DSP上運行WolfSSL加密操作的支持。除使用加密操作外，後來還添加了專業的操作負載管理庫。

版本

QDSP6體系結構有六個版本發布：V1（2006），V2（2007-2008），V3（2009），V4（2010-2011），QDSP6 V5（2013年，在Snapdragon 800^[35]）；和QDSP6 V6（2016年，在Snapdragon 820中）。^[31]V4的每毫米有20個DMIPS，以500 MHz運行。^[30][31]QDSP6的六邊形的時鐘速度在400–2000 MHz和256–350 MHz的上一代架構中，QDSP5差異為256–350 MHz。^[36]

Snapdragon產品的可用性

六角形（QDSP6）和前甲狀腺腫（QDSP5）核心均用於現代高通SOC，QDSP5主要用於低端產品。表中未顯示調製解調器QDSP（通常是前Xexagon）。

QDSP5用法：

QDSP6（Hexagon）用法：

支持硬件編解碼器

Snapdragon Soc支持的不同視頻編解碼器。

d - 解碼;e - 編碼

FHD= FullHD = 1080p = 1920x1080px

高清= 720p，可以是1366x768px或1280x720px

Snapdragon 200系列

Snapdragon 200系列支持的不同視頻編解碼器。

Snapdragon 400系列

Snapdragon 400系列支持的不同視頻編解碼器。

Snapdragon 600系列

Snapdragon 600系列支持的不同視頻編解碼器。

Snapdragon 700系列

Snapdragon 700系列支持的不同視頻編解碼器。

Snapdragon 800系列

Snapdragon 800系列支持的不同視頻編解碼器。

代碼樣本

這是一個說明包從一個內部循環FFT：^[7][18]

{r17：16 = memd（r0 ++ m1）memd（r6 ++ m1）= r25：24 r20 = cmpy（r20，r8）：<< 1：rnd：rnd：sat r11：10 = vaddh（r11：10，r13，r13，r13：12）}：endloop0

高通聲稱該數據包等於29個經典RISC操作。它包括向量添加（4x 16位），複雜的乘法操作和硬件循環支持。數據包的所有說明均在同一周期中完成。

也可以看看

• 高通Snapdragon
• Qualcomm Snapdragon處理器列表
• NVIDIA NVDEC
• nvidia nvenc
• 德州儀器TMS320
• Ceva，Inc。
• 超級哈佛建築單芯片計算機
• 數字信號處理
• 密碼學
• 指令集體系結構
• 微體系結構
• 很長的指令詞
• simd
• 多線程
• 芯片上的系統
• 管理程序
• 編解碼器
• 快速傅立葉變換
• 蜂窩網絡
• conexant

參考

外部鏈接

• 高通公司的六邊形主頁
• 即將到來的DSP體系結構，arnd bergmann // lwn
• 高通QDSP訪問程序簡介// Qualcomm，2011年
• 高通六邊形DSP：一種針對移動多媒體和通信優化的架構// 2013年8月，加利福尼亞州帕洛阿爾托市熱籌碼25，熱籌碼25。
• Qualcomm擴展了Hexagon DSP：Hexagon V5添加了浮點數學，動態多線程// Linley Gwennap，微處理器報告，2013年8月。