Mutek在MicroBlaze多核平臺上的實現(xiàn).pdf

1、多年來微處理器性能的提升大都基于提高單個處理器主頻或者指令級并行度進行的。但是隨著單個處理器的發(fā)展，處理器結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。處理器要使用各種復(fù)雜技術(shù)來從串行程序中找出可以并行執(zhí)行的指令，比如亂序執(zhí)行、猜測執(zhí)行和硬件分支預(yù)測等。這種技術(shù)已經(jīng)很難進一步地提高單處理器的并行能力，晶體管數(shù)目的進一步增加也只能得到有限的性能提升，單個處理器主頻或者指令級并行度的提高遇到了發(fā)展瓶頸。 隨著集成電路制造工藝的發(fā)展和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的深入，多核

2、技術(shù)將得到更多的發(fā)展，多核處理器也將得到越來越廣泛的應(yīng)用。通過在多個執(zhí)行內(nèi)核之間劃分任務(wù)，提高并行度，多核處理器可在特定的時鐘周期內(nèi)執(zhí)行更多任務(wù)，以提高程序的執(zhí)行效率。多核技術(shù)在硬件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計、核間互連及通信、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序多線程劃分、線程之間通信等方面存在巨大的挑戰(zhàn)，同時也存在巨大的研究空間。 本文基于對當(dāng)今主流的多核技術(shù)的研究，重點探討了多核系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)設(shè)計和移植問題，以及多核平臺上應(yīng)用程序的設(shè)計問題。本文的主要研

3、究和貢獻如下： 1.在SoCLib多核仿真平臺上實現(xiàn)了基于CrossBar互連方式的SPARC多核仿真系統(tǒng)，并采用MJPEG應(yīng)用程序建立多線程模型，驗證結(jié)構(gòu)的正確性。這部分工作基于對多核仿真平臺SoCLib的研究，包括SoCLib中核心模塊的設(shè)計和核之間的互連方式以及應(yīng)用SoCLib搭建多核仿真系統(tǒng)的方法學(xué)。 2.實現(xiàn)了Mutek操作系統(tǒng)的硬件抽象層和線程間通信庫，使Mutek適用于MicroBlaze多核系統(tǒng)并能夠支持