Mutek在MicroBlaze多核平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn).pdf

1、多年來微處理器性能的提升大都基于提高單個(gè)處理器主頻或者指令級(jí)并行度進(jìn)行的。但是隨著單個(gè)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(cè)執(zhí)行和硬件分支預(yù)測(cè)等。這種技術(shù)已經(jīng)很難進(jìn)一步地提高單處理器的并行能力，晶體管數(shù)目的進(jìn)一步增加也只能得到有限的性能提升，單個(gè)處理器主頻或者指令級(jí)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(jì)算機(jī)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(gè)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(shí)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(jì)、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(shí)也存在巨大的研究空間。 本文基于對(duì)當(dāng)今主流的多核技術(shù)的研究，重點(diǎn)探討了多核系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)和移植問題，以及多核平臺(tái)上應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)問題。本文的主要研

3、究和貢獻(xiàn)如下： 1.在SoCLib多核仿真平臺(tái)上實(shí)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(yàn)證結(jié)構(gòu)的正確性。這部分工作基于對(duì)多核仿真平臺(tái)SoCLib的研究，包括SoCLib中核心模塊的設(shè)計(jì)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(shí)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