《嵌入式MPSoC的系统评估方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵌入式MPSoC的系统评估方法（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浙江大学硕士学位论文摘要随着现代计算机体系结构和理论技术的发展，嵌入式设备和系统广泛应用 予生产和生活的各个领域，性能也得到飞速提高。尤其是媒体处理在低端电子 产品中的出现，给嵌入式系统设计提出了更高的要求。基于多处理器系统芯片( ( m u l t i p r o c e s s o rs y s t e m o n c h i p ，M P S o C ) 的多核结构已经成为嵌入式体系结构 设计者的优先选择。 嵌入式M P S o C 的体系结构给嵌入式应用程序开发带来了困难。应用任务需 要根据嵌入式M P S o C 的硬件环境进行合理划分和并行性调度，将程序代码分 配到不同的处理器线程
2、上执行。嵌入式M P S o C 中的任务调度方式主要分为静态调度和动态调度。静态调度 方式和动态调度相比，灵活性较弱，但具有实现简单，开销小等优点，更适合应用在嵌入式系统中。 静态任务调度需要开发人员在嵌入式M P S o C 系统的开发阶段对应用程序 进行面向多核的静态程序划分。本论文提出了一种系统评估方法，通过在实际 F P G A 硬件平台上的运行，评估静态划分前后应用程序在嵌入式M P S o C 中的运 行，考察处理器负载的均衡情况，对核间通信、系统调度等开销进行评测，反 馈静态划分方案的对于应用程序执行的加速比，评估其优劣，辅助应用程序的 并行性划分和静态划分方案的进一步优化。关
3、键宇：嵌入式系统，多处理器芯片，系统评估，静态调度浙江大学硕士学位论文A B S T R A C TW i t ht h ed e v e l o p m e n to fe l e c t r i c a li n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dc o m p u t e ra r c h i t e c t u r ed e s i g n ，e m b e d d e ds y s t e mi sw i d e l yu s e do ne v e r ya s p e c ti nO U rd a i l yl i f e I t
4、sp e r f o r m a n c ea n dr e q u i r e m e n ti sg e t t i n gh i g h e ra n dh i 曲e r , e s p e c i a l l yi nu s eo fl o w e n de l e c t r o n i cp r o d u c t sw i t hm u l t i m e d i ap r o c e s s i n g M e a n w h i l e ，M P S o C( m u l t i p r o c e s s o rs y s t e m o n c h i p 、a r c
5、h i t e c t u r ei Sm o r ea n dm o r eu s e di nt h ed e s i g no fe m b e d d e ds y s t e m w h i c hc a l lb eag r e a tb e n e f i tt op e r f o r m a n c ei m p r o v e m e n t E m b e d d e dM P S o Cs y s t e r nh a sb r o u g h tg r e a tc h a l l e n g ei 1 1e m b e d d e da p p l i c a t
6、i o np r o g r a md e s i g n ，w h i c hn e e d st ob ed i v i d e da n ds c h e d u l e dp r o p e r l yb a s e do nt h ee x a c te m b e d d e dM P S o Ch a r d w a r ep l a t f o r m T h ea p p l i c a t i o nt a s km u s tb ea s s i g n e dt od i f f e r e n tp r o c e s s o r st h r e a d s T a
7、 s ks c h e d u l i n gi ne m b e d d e dM P S o Cc a nb ec l a s s i f i e di n t ot w ot y p e s ：d y n a m i cs c h e d u l i n ga n ds t a t i cs c h e d u l i n g C o m p a r e dw i n ld y n a m i cs c h e d u l i n g s t a t i cs c h e d u l i n gh a sa d v a n t a g es u c ha se a s i e ri m
8、p l e m e n t a t i o n ，s h o r t e ro v e r h e a d , a n dS Oo n , w h i c hc a nb em a d eb e t t e ru s ei ne m b e d d e ds y s t e md e s i g n S t a t i cs c h e d u l i n gr e q u i r e st h a tp r o g r a mm u s tb ed i v i d e db yp r o g r a m m e rd u r i n gt h ed e v e l o p i n go fe
9、 m b e d d e dM P S o C D i f f e r e n td i v i s i o np l a nC a nr e s u l ti nd i f f e r e n te x e c u t i o ns p e e d T h i sp a p e rm a i n l yi l l u s t r a t e sa ne v a l u a t i o nd e s i g nf o re m b e d d e d M P S o C w h i c hC a ne v a l u a t et h ep e r f o r m a n c eo fp r
10、o g r a mr u n n i n gw i t hd i f f e r e n td i v i s i o np l a ni ne m b e d d e dM P S o C T h ee v a l u a t i o nd e s i g nh a sr u no nt h ef i e l dp r o g r a m m a b l eg a t ea r r a yp l a t f o r ma n dc a np r o v i d et h ei n f o r m a t i o n ，s u c ha ss p e e d u po fp r o g r a
11、 mp a r t i t i o n ，o v e r l o a do fp r o c e s s o r s ，i n t e r - p r o c e s s o rc o m m u n i c a t i o no v e r h e a d ，s y s t e ms c h e d u l i n go v e r h e a d ，a n dS Oo n F u r t h e rd e v e l o p i n go fa p p l i c a t i o n p r o g r a mc a nb e n e f i tal O tf r o mi t K E Y
12、W O R D S ：e m b e d d e ds y s t e m ，M P S o C ，s y s t e me v a l u a t i o n ，s t m i cs c h e d u l i n gV 浙江大学硕士学位论文图表索引图1 1 集中式共享存储结构的嵌入式M P S o C 系统3F i g1 - lE m b e d d e d 口S o Cw i t hs h a r e dm e m o r ys t r u c t u r e 3图1 - 2 分布式存储结构的嵌入式M P S o C 系统3F i g1 - 2E m b e d d e dM P S o
13、 Cw i t hd i s t r i b u t e dm e m o r ys t r u c t u r e 3图1 3 嵌入式M P S o C 开发中的系统评估7F i g1 一：；S y s t e me v a l u a t i o ni n e m b e d d e dM P S o Cd e v e l o p i n g 7图2 1 评估方法及其软硬件设计框架9F i 9 2 - 1 E v a l u a t i o nm e t h o da n dh a r d w a r e s o f t w a r ed e s i g nf r a m e w o r
14、k 9图2 2 评估方法中L i n u x 与I o t a 之间的协同关系一1 0F i 9 2 - 2 R e l a t i o n s h i pb e t w e e nL i n u xa n dI o t a 1 0表2 1N I 的配置寄存器1 2图2 3M P S o C 中基于N o C 的核间通信。1 4F i 醇- 3 I n t e r - c o r ec o m m u n i c a t i o nb a s e do nN o Ci nM P S o C 1 4表2 2S Y SM e m c p y 函数实现的主要功能1 5图2 - 4 核间通信用驱动程序
15、示意图1 5F i 9 2 - 4I n t e r - c o r ec o m m u n i c a t i o I Id r i v e r 1 5图2 6 线程通信用系统调用函数处理流程1 7F i 9 2 - 6 I n t e r - t h r e a dc o m m u n i c a t i o ns y s t e mc a l lh a n d l i n g 1 7图2 7M P S o C 上的多核评估器的构建1 8F i 9 2 - 7 E m u l a t o rc o n s t r u c t i o no nM P S o C 1 8图2 8I o t a 任务调度基本流程
