FPGA之基于FPGA的SPARK多核处理器设计(六)

本文详细介绍了在系统平台上基于Redhat Linux的并行算法测试过程,包括实验平台配置、评测方法(加速比与计时器实现),以及异构多核架构(如LEON3处理器结合DSP核心)的特点与优势。同时,文章探讨了多核异构架构面临的挑战,如多线程并行处理器系统应用、高性能通信技术、线程调度算法及低功耗技术等。

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验证平台的并行算法测试:

1、实验平台:系统平台安装有4M片上SRAM128M外部SDRAM。通过Redhat Linux主机运行GRMON调试器连接开发板,可通过调试指令改变有效核心的个数(1~4)。TITexas InstrumentsC6411模拟器,LEON3多核模拟器grsim1.12

2、评测方法:

(1)加速比:

(2)计时器实现:利用eCOS系统提供的内核计时器,首先定义cyg_tick_count_t的系统时钟句柄,然后通过cyg_current_time()即可获取当前时间。单位是10ms

多核异构架构:

当前CMPchip multiprocessor architecture)的构成成分分成同构与异构两类,同构是指内部核的结构是相同的,而异构是指内部的核结构是不同的。为此,此次采用的是4个通用的处理器核心,并搭配DSP核心而构成的异构多核体系结构。

整体架构图如下:

LEON3多核处理器结合DSP提供了增强版多核技术,这种做法对于数据处理更加迅速:

1、高速共享的一级缓存,用于提高系统性能和降低同等效率的能耗。

2、先进总线接口单元(advanced bus interface unit):用于高带宽设备中实现低延时时间。

3、多核重构技术,结合多核中断控制,允许基于硬件的安全容错和增强型的虚拟机解决    方案!

4、全局共享寄存器,用于软件控制核心同步和优化的多核通信。

但是多核异构架构也有诸多难点:

1、片上多线程模式应用接口。要进行多线程并行处理器系统,并在时间上并行;

2、寄存器方式片上核心间高性能通讯技术。核之间有大量的交换数据。而且距离也会有影响!

3、多核心处理器系统片上线程调度算法。如何分配任务,这个算法有难度。

4、低功耗技术。

算法学习:快速傅里叶变换(FFT);一维小波变换;Cannon算法。

 



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