Juju ei ole pelkässä optimoinnissa, vaan arkkitehtuurissa. Suomalaisen VLSI Solution Oy:n VSRVES01-piirissä Linux ja reaaliaikakäyttöjärjestelmä on erotettu omille ytimilleen. RISC-V-ydin hoitaa Linuxin ja verkon, kun taas erillinen DSP pyörittää reaaliaikatehtäviä RTOSilla ja toimii samalla koko järjestelmän käynnistäjänä.
VSRVES01 on pienitehoinen mutta täysiverinen SoC, jossa yhdistyvät Linuxia ajava RISC-V-ydin ja VSDSP6-signaaliprosessori. Jälkimmäinen vastaa deterministisistä tehtävistä, kuten audiosta ja sensoridatasta, eikä jätä niitä Linuxin hoidettavaksi. Tämä työnjako poistaa yhden sulautettujen Linux-järjestelmien keskeisistä ongelmista eli reaaliaikavaatimukset.
Tuloksena on poikkeuksellisen nopea ja hallittu käynnistys. Linux nousee verkkoineen käyttöön noin 2,6 sekunnissa, ja koko järjestelmä kylmäkäynnistyksestä valmiiksi kestää noin kuusi sekuntia alle sadan megahertsin kellotaajuudella. Vielä kiinnostavampaa on, että Linux voidaan käynnistää uudelleen ilman, että äänen toisto keskeytyy. DSP jatkaa reaaliaikaprosessointia koko ajan.
Taustalla on myös laajempi arkkitehtuurikehitys. Yhtiön uudemmassa VSRV2-ytimessä pullonkauloja on purettu erityisesti muistin ja dataliikenteen osalta. Muistikaista on kaksinkertaistettu siirtymällä 64-bittiseen väylään, ja monimestarinen AXI4-väylä sekä DMA-siirrot vähentävät prosessorin kuormaa. Samalla käskykantaa on laajennettu muun muassa atomisilla ja bittimanipulaatio-operaatioilla, mikä parantaa suorituskykyä erityisesti verkko- ja signaalinkäsittelykuormissa.
Käytännössä tämä tarkoittaa selkeää työnjakoa. Reaaliaikainen data, kuten audio- tai sensorivirrat, käsitellään suoraan DSP:llä pienellä viiveellä, kun taas Linux hoitaa verkon, ohjauksen ja korkeamman tason palvelut. Kun data ei enää kulje CPU:n kautta, pieni RISC-V-ydin riittää yllättävän pitkälle.
Arkkitehtuuri näkyy myös käyttökohteissa. Piiri on suunnattu verkkopohjaiseen audioon, IoT-laitteisiin ja teollisiin edge-ratkaisuihin, joissa yhdistyvät jatkuva signaalinkäsittely ja Linux-pohjainen hallinta. Integroitu Ethernet, ADC ja DAC sekä tarkka näytteenottotaajuuden muunnin tukevat erityisesti verkkoäänen ja PoE-kaiutinratkaisujen toteutusta.
