一种多核处理器芯片设计与实现关键技术研究

随着嵌入式技术的不断发展,HMPU逐渐广泛应用于高性能计算领域.异构多核处理器,即具有两个或以上处理器内核的处理器,因其计算效率高,且可针对不同应用调整结构,其应用相当广泛.在具体应用中,多核处理器的不同处理器核之间需要进行大量的、频繁的数据交换,因此,处理器核间的通信效率严重影响处理器的性能.目前通过调查研究,异构多...     

一种基于异构双核处理器的嵌入式操作系统构架设计

当前应用于异构多核处理器嵌入式操作系统主要是主从式结构。这种结构由于存在通信协议和结构的异构性,使操作系统在实现上和通信处理存在复杂性。根据异构双核处理器的特点,通过分析通信硬件的结构,在单核嵌入式操作系统构架的基础上,提出一种基于对称通信的双核处理器嵌入式操作系统构架,解决了异构双核处理器中的通信效率和共享内存的利用问题。该操作系统构架成功应用于TI OMAP5910处理器。     

基于多核处理器的非对称嵌入式数据处理模块设计

针对车载、机载等嵌入式计算系统对小体积、低功耗、高计算能力等方面的要求,基于多核处理器设计了一款非对称嵌入式数据处理模块,该模块对外通过光纤互联网络和其余设备高速连通交互,具有良好的互连通性和互操作性。采用非对称嵌入式系统架构,模块内各处理器内核可根据不同的任务等级或安全等级,部署不同的的任务,为整体提供公共计算能力同时时兼顾容错特性,有助于上层管理系统动态规划分配任务,提升系统性能。模块可适配嵌入式实时操作系统,具备良好的计算能力和实时性。     

密码多核处理器互联结构研究与设计

为了提高多任务密码算法硬件实现的高效性,对密码算法的多核处理特征及多核互连结构设计基本定律——Amdahl定律进行了研究,提出了密码多核处理器的结构模型,并针对影响多核系统处理性能的参数进行了模拟及分析。基于分析结果,对通用多核处理器中常用的2D-Mesh互联结构进行了优化设计,并给出了优化方案的硬件实现。最后基于VCS仿真平台对设计方案进行了仿真验证。验证结果表明,相比于传统2D-Mesh结构,本方案具有较低的核间信息传递延迟,证明了改进方案的合理性。     

多核DSP软件调试环境研究与设计

针对武器装备嵌入式系统向自主化、智能化、小型化、低功耗快速发展的趋势,介绍了装备研制对自主多核处理器及其软件调试环境的迫切需求,分析了嵌入式系统远程调试的基本原理和特点、JTAG标准和边界扫描技术。以自主同构8核数字信号处理器为目标平台,基于目标平台JTAG控制器之间的菊花链连接方式,提出了面向该目标平台的软件调试环境设计方案,讨论了USB接口仿真器软硬件设计和多线程调试代理软件设计等关键技术。实现的软件调试环境能够在调试主机上对目标平台进行指令级和源码级交叉调试,解决了目标平台缺乏配套软件调试手段的实际问题,为目标平台在武器装备上的推广应用提供了有力支撑,对其他面向多核处理器的调试环境设计具有参考价值。     

基于多核处理器并行系统的任务调度算法

针对多核处理器并行系统的特点,提出了相应的任务调度算法,该算法在任务调度之前加入了任务分配技术,通过合理的任务分配,可有效减少多个处理器间的通信开销,使任务调度效率更佳.仿真实现了该算法,并通过实验数据证明了该算法的优越性.     

基于异构多核处理器的媒体资源服务器

随着彩铃、IVR等多媒体增值业务需求的增加,电信网络中媒体资源服务器的多媒体并发处理能力逐渐成为这些增值业务发展的主要制约瓶颈。该文在分析媒体资源服务器特性的基础上,提出一种基于异构多核微处理器架构的媒体资源服务器的解决方案,探讨媒体资源服务器在该多核架构下的设计及媒体处理的性能优化,并进行相关测试。仿真测试结果表明,该设计可以获得高于现有通用处理器平台下媒体资源服务器2倍~4倍的性能表现。     

一种异构多核处理器嵌入式实时操作系统构架设计

由于异构多核处理器和多处理器系统及同构多核处理器的构架存在很大差别,应用于多处理器系统的分布式结构以及应用于同构多核系统的主从式结构操作系统不能解决异构多核处理器的实时调度和效率问题。对异构多核处理器的特点及发展趋势进行了研究,提出了一种适用异构多核处理器的多主模式实时操作系统构架。这种构架将通信总线中的多主模式引入多核操作系统构架中,采用对称式结构及组件模式设计操作系统模型,使多核处理器中每个内核都可以作为主核实现对资源、任务的实时管理,提高系统性能,同时可以解决主从式操作系统存在的由于处理器核增多而带来的主内核不能满足系统性能要求的瓶颈问题。通过这种单一构架模型可以进行灵活配置,以适应不同结构及功能要求的处理器内核,降低操作系统开发难度。     

异构多核处理器体系结构设计研究

多核技术成为当今处理器发展的重要方向,异构多核处理器由于可将不同类型的计算任务分配到不同类型的处理器核上并行处理,从而为不同需求的应用提供更加灵活、高效的处理机制而成为当今研究的热点.本文从体系结构的角度探讨了异构多核处理器设计中的关键点,从内核结构、互连方式、存储系统、操作系统支持、测试与验证、动态电压调节等方面分析...     

多核处理器大规模并行系统中的任务分配问题及算法

对基于多核处理器的大规模并行系统中的任务分配问题进行了分析讨论,在此基础上建立了任务分配模型,并提出一种基于迭代的任务分配算法,该算法分为两轮操作,分别完成进程到处理节点和进程内线程到处理器核的分配,每轮操作经过带回溯的多次迭代处理,最终得到任务关系图的划分.实验数据表明该算法能在较短时间内求得近优解,并且当线程个数增大时,算法的求解时间远小于遗传算法.     

多核并行AOI系统软件框架设计

针对现有自动光学检测(AOI)难以满足大规模高速、高精度和高灵敏TFT在线检测要求的问题,提出AOI混合多核计算机集群体系架构,研究AOI系统的软件框架设计及其关键软件技术。结果表明,采用基于OpenMP, MPI, OpenCV和IPP等技术的并行图像处理融合编程模型及其实现策略可有效克服TFT缺陷检测的性能瓶颈。     

基于.Net的可复用软件开发框架的设计与实现

随着信息化技术的发展,数据库系统运用越来越广泛。在众多的数据库系统中,存在一些相同或者相似的功能模块,例如：用户登陆验证、系统用户管理、用户权限管理等。在实际的应用系统开发过程中,这些模块被重复开发,浪费了大量的人力、物力,并且会影响系统的开发进度。针对这种情况,文中提出了一个基于.Net的可复用软件开发框架WebFrameWork,对数据库系统开发过程中的一些常用功能模块进行集成,从而提高数据库系统的开发效率;并且详细阐述了WebFrameWork的设计方法;最后通过应用实例来说明WebFrameWork的使用方法。通过多个应用系统开发证明,该框架能够加快应用目标系统的开发速度,提高软件质量,节约成本,并且在稳定性和效率上能够满足实际需要。     

一种基于多核网络处理器的流媒体转发单元的实现

流媒体转发服务器的出现一定程度上解决了流媒体传输过程中带宽争抢与资源浪费的问题。基于通用操作系统作为应用层软件来实现的流媒体转发单元普遍存在一些不可避免的中断处理、内存拷贝、协议处理等系统开销,制约着流媒体转发服务器的整体性能。本文提出了一种基于多核网络处理器的流媒体转发单元的实现方案,该方案采用分层的软件层次,使数据处理层面模块与管理层面模块分离,并将处理量大、实时性要求高的数据处理层面模块实现在一种简单执行环境中,以期降低上述系统开销,实现整体性能的提升。     

自动测试系统软件框架的设计与应用

传统的软件开发复用粒度有限,复用范围一般仅限于若干个独立的类或函数;面向对象的软件框架正是为了解决大粒度的软件复用问题而提出来的;文章介绍了软件框架的基础知识,分析了自动测试系统软件的共性,设计了针对自动测试系统的软件框架,并在此基础上开发了某型空空导弹飞行控制组件综合测试系统软件;实际应用表明,该软件框架可以满足自动测试系统软件的需求,具有一定的通用性,能够缩短专用测试设备的开发周期.     

基于多核处理器的无锁零拷贝数据包转发框架

为突破高速软件路由器转发路径中存储访问方面的性能瓶颈,分析PacketShader和Netmap2个软件路由器的转发结构和存在的问题,设计一个基于多核处理器的零拷贝包转发框架MapRouter。采用零拷贝技术去除包转发路径中的包拷贝,并借助并发无锁队列设计一个适合多端口间数据包零拷贝转发的包缓冲区管理方案。将高度优化的包I／O驱动、包缓冲区回收机制、无锁队列实现等一系列优化措施相结合,以提高转发速度。实验结果表明,对于不包括IP路由表查找的最小转发,MapRouter在模拟的两端VI路由器上可以达到i0Gb／s的转发速度,与PacketShader和Netmap相比,其转发速度更高、CPU利用率更低。     

基于Ajax技术的Web软件应用框架设计与实现

阐述了Ajax的相关定义和技术,结合Freemarker模板引擎与Spring和Hibernate两种框架技术,生成了页面视图,提出了FSH框架完整程序,并予以实现。     

多核多线程下java设计模式性能提升

现代大型系统中多核多线程下的应用越来越多,java语言发展至今对于并行机制有了很大改善,架构中的设计模式从性能的角度也在发生着变化,文章着重介绍几个典型设计模式进行探讨,以便在系统重构或开发中得到性能改进。以及JDK在设计模式上改进的期待。