多核嵌入式实时操作系统的分区间通信机制

为了解决多核嵌入式实时操作系统在不同分区间进行通信的问题,介绍了一种基于多核嵌入式实时操作系统的分区间通信机制。在该机制下,分区通过消息、端口和通道与同一模块中的另一个分区进行通信,或与其他模块中的分区进行通信,或与模块外的设备进行通信。分区利用端口与通道发送消息,根据通信目的不同,选择采样模式或队列模式将消息从源端口发送至目的端口,分区应用从对应的目的端口读取消息。该机制的可靠性和有效性在某多核嵌入式实时操作系统中得到了验证。     

seL4微内核架构的嵌入式虚拟化技术研究

随着嵌入式硬件技术水平的提升以及嵌入式应用的普及,用户对嵌入式系统可以提供的服务能力与质量水平提出了更高的要求.出于对成本和可靠性方面的考虑,开发者希望可以在同一硬件平台上同时运行多个互不影响的执行环境.本文提出了一种基于seL4微内核架构的嵌入式虚拟化技术,以Chcore微内核为基础,充分利用ARM硬件辅助虚拟化支持...     

基于FPGA的多核嵌入式系统研究

为提高嵌入式系统的处理能力,扩大嵌入式系统的应用领域,提出基于FPGA的多核嵌入式系统的方案.对多核的内部通信方法进行研究,进而搭建出虚拟多内核,并实现软多核与嵌入式相结合的图像处理系统,以实例证明该方法的可行性.     

基于任务抢占与数据分区的XML多核查询优化

在XML查询处理中,目前普遍的算法仍然使用传统的串行处理模式,无法充分利用多核资源的优势.针对此问题,设计了一种基于任务抢占与数据分区的XML多核优化策略(Imp-NBPP),它对XML文档进行数据分区,以达到负载平衡,让各个线程独立处理分区内的数据,减少了线程之间同步与通信带来的开销.同时还探讨了任务抢占在多核查询中的应用.实验表明,对于不同大小的XML文档,基于节点数(NBP),基于文档大小(SBP)与本文所提策略,这三种策略与单核查询相比均能有效的节约查询时间;使用Imp-NBPP策略时,在节约查询时间和负载平衡方面均优于NBP、SBP策略.     

多核对分区操作系统影响研究

分区操作系统是综合化航空电子领域中的核心技术。随着单核性能极限的到来,处理器结构向着多核发展。将两者结合起来,在多核分区操作系统的基础上研究分析多核处理器结构为分区操作系统带来的影响。经分析实验数据得出多核处理器结构在多核处理器中共享Cache结构和内核中临界资源并发访问两方面对分区操作系统产生影响。     

并行计算在多核平台上的实现与应用研究

多核CPU在当前已成为PC机的常规配置,为了充分发挥PC机的性能,以提高应用软件的运行速度,本文针对如何在多核CPU上实现并行计算进行了研究,将其应用到薄层水流流速参数的虚拟正态边界模型计算中．经实例测试验证,采用双核、四核并行计算的模型求解速度分别是单核情况下的1．4倍、2．4倍,核心数越多,倍数越大．     

S698P4 SoC芯片多时钟及多核调度机制的研究

介绍了S698P4 SoC多核处理器的体系结构,及多时钟机制、多核调度机制,讨论了芯片工作时,多时钟机制及多核调度机制对其性能的影响。相关的技术在工程实践中已经得到验证,获得了良好的效果。     

多核平台上Top-k查询的性能优化

随着Web搜索引擎等实际应用的发展,Top-k查询的实时性能日益受人关注.为了提升Top-k查询在高性能计算机上的实时性能,本文针对领域中具有代表性的No Radom Access(NRA)程序进行性能分析,根据多核处理器的结构特点,采用分层的优化方法对NRA程序进行并行优化.通过使用数据结构调整,任务调度等方法优化,优化后程序在实验数据集上获得了59%的串行性能提升,并具有接近线性的加速比.     

多核平台上B-NIDS的优化

计算进入了多核时代,处理器的发展不再由更快的主频带动,而是依靠增加片上的多个核心.但是,对于高性能应用来说,多核平台的并行处理由于缺少适合的并行程序开发工具还处于初始阶段.一个串行B-NIDS的优化需要对底层线程结构的深入了解和正确使用.发现了现有并行系统基于细粒度锁同步机制的瓶颈,根据应用的数据流特点提出了没有竞争的同步机制.然后,提出了改进系统三级流水的多线程结构,并实现了不同特征流的差别服务.在性能评价中,改进系统在8核32线程服务器上从资源占用、吞吐率及响应时间3个方面都表现出了更好的性能.     

多核平台下分区操作系统的安全关键任务调度方法

多核环境中并发、资源共享和任务迁移等特性,导致分区操作系统的安全关键任务调度存在较大的不确定性。为此,提出一种针对多核平台分区操作系统的安全关键任务调度方法。判断系统是否包含安全关键任务并将其分为关键分区和非关键分区。在系统层通过资源划分的方式确保关键分区的独立运行,根据分区利用率确定最小资源上限,在保证安全关键任务调度可靠性的同时,提高系统的资源利用率。在分区层设计基于动态优先级的双模容错任务调度算法和基于二分搜索的最小任务优先级搜索算法,以提升系统的容错能力。实验结果表明,该方法能够提高分区操作系统的资源利用率和任务调度可靠性。     

多核平台上的线程级猜测执行综述

多核体系结构的发展,使人们可以以猜测的方式挖掘应用中的粗粒度并行,线程级猜测执行(TLS)就是其中的典型代表。它的最大优点是编程模型非常简洁——程序员只需标识出那些可以猜测执行的代码段即可,运行时系统或硬件负责确保猜测线程之间的数据相关不被破坏。全面分析了现有的TLS技术,总结了当前TLS面临的挑战和未来的主要发展趋势。主要贡献包括:1)按照猜测变量的生命周期提出了一种新的TLS技术分类方法,并比较了各种已有方法的优缺点;2)根据猜测变量的生命周期,归纳了支持TLS的多核平台的设计空间,提出了探索该设计空间的若干方法;3)指出了TLS技术当前面临的挑战和未来的发展趋势。     

基于通用多核平台的入侵检测系统研究

为应对网络流量快速增长问题,提出一种基于通用多核平台的入侵检测系统结构。在系统设计基础上,分析、验证了硬件平台、资源分配模式和流量特征等关键因素对系统处理性能的影响。实验表明,网络流量的流数、单位时间内报文包数等指标对系统性能的影响更大;在启用多核处理器超线程技术并将检测引擎与CPU绑定时,系统性能可以得到有效提高;系统易于实现,性价比高。     

APACHE在多核网络处理器平台上的性能评测与分析

测试并分析了Apache HTTP服务器在多核网络处理器平台ATCA-8000R上的性能。作为对比,测试了Apache在X86架构的服务器BH28上的性能。使用每秒完成的请求数、吞吐率和每个请求完成的时间作为性能指标。使用测试软件ab作为HTTP客户端,向被测设备发起请求。评测结果表明,Apache在多核网络处理器平台ATCA-8000R上的性能优于X86架构的BH28。通过分析网络处理器OCTEON 5860的特点,解释了这一评测结果。     

大规模结构有限元分析程序在多核集群计算环境中的性能分析和优化

通过对基于MPI编程模型实现的开源有限元计算分析软件在多核集群计算平台中的程序性能的分析,找出程序瓶颈及其原因,实现了基于MPI编程模型的并行程序在多核计算环境中的性能优化。根据程序性能瓶颈的分析,提出了基于MPI/OpenMP混合并行编程模型的大规模线性/非线性方程组求解和多线程多进程同时进行消息通信的两种程序性能优化方案。不同计算规模的实验结果表明,在多核集群计算平台中,MPI/OpenMP混合编程模型实现的大规模非线性方程组求解器相对于单纯基于MPI编程模型实现的并行程序,其性能有2倍到3倍的提升;多线程多进程同时消息传递的优化方案虽然对程序能够起到性能优化作用,但是对解决程序消息通信瓶颈的问题不是最好的方法。两个方案总体性能分析结果表明,基于MPI/OpenMP混合编程模型实现的并行程序,在多核集群计算平台中能够更好地发挥硬件系统的计算能力。     

Linux系统中多核实时调度平台的设计

为使各种实时调度算法能够在Linux环境中得到运行和验证,设计一种Linux系统中的公共多核调度平台。该平台由调度模块和跟踪测试模块组成,调度模块实现系统调用、调度处理以及同步功能,跟踪测试模块实现日志和跟踪功能。测试结果表明,该平台可正确显示调度算法的运行结果。     

计算机系统结构课程中多核实验的设计

本文在现有最新文献的基础上,设计了计算机系统结构课程中的多核实验,体现在多核技术知识点在课程中的设计安排和多核实验的构建,并探讨了多核实验的设计目标。     

嵌入式系统大容量NAND Flash存储器分区管理设计

针对嵌入式系统中对大容量Flash存储器数据存储管理的需求,对大容量NAND Flash存储器分区、数据写入机制进行研究,借鉴FAT文件管理系统的理念,通过定义和动态维护分区属性数据结构的方法,建立了一种简单易行的分区管理机制,控制数据存储管理,并给出了具体的数据结构和设计流程图。结合实际工程应用进行了实验验证和分析,应用结果表明,该方法软件设计简单,资源需求低,实现了对大容量NAND Flash存储器的分区化管理,方便了用户对目标数据的快速检索定位,提高了数据使用效率,同时保证了数据存储的完整性、实时性、正确性,并大大降低了对上位机数据处理的难度。该方法的提出,为嵌入式系统中大容量Flash存储器的使用管理提供了新的思路,具有较高的实用性和推广应用价值。     

基于多核的共生虚拟机通信加速机制XenVMC的优化

在当前的虚拟化平台中,采用共享内存加速位于同一台物理机上的共生虚拟机间的通信是一种被普遍采用的通信加速思路。XenVMC是这些优化方案中的一种,具有效率高、多层透明、支持在线迁移的特点。多核技术的发展为XenVMC提供了进一步的改进空间。基于XenVMC特殊的通信场景,设计了一种多核优化方法,通过设计多核场景下XenVMC的环形共享内存缓冲区,并调度接收方的多个CPU运行,使接收方可以多核并发地接收数据。实验结果表明,使用多核优化后,XenVMC显著地提高了通信事务的吞吐率,并在一定条件下提高了数据的吞吐率。     

基于多核的并行粒子滤波运动目标跟踪

粒子滤波中大量的粒子计算使得算法的实时性较差。由于粒子滤波本身具有可并行化的特点,因此利用OpenMP多线程库派生出多个线程,将算法过程由单线程串行执行转变为多线程并行执行。用多核并行计算技术实现粒子滤波运动目标的跟踪。实验结果表明:基于多核的并行计算技术提高了粒子滤波算法的计算效率。     

基于多核架构的安全漏洞分析平台研究

军工数字制造网络安全漏洞分析存在漏洞信息难以获取、分析和验证耗时长而且精度低等问题,传统的企业信息安全漏洞分析、测试验证技术不能够完全解决该问题,所以提出了基于多核架构的漏洞分析、验证、测补技术平台.将漏洞探测与分析技术、启发式漏洞渗透性测试技术、动态临时补丁生成和安装技术与基于多核处理器的软件架构相结合,实现漏洞分析...