7、MPSoC编程模型全解析

MPSoC编程模型全解析

1. MPSoC通信模型

MPSoC（多核片上系统）有不同的通信模型，其中共享内存通信模型是同质MPSoC架构的特征。在这种模型中，不同CPU之间通过全局共享内存进行通信，通信是隐式的。任何CPU只需执行LOAD和STORE指令就可以读写内存中的一个字。除了公共内存，每个处理器代码可能还有一些本地内存，用于存放程序代码和不需要共享的项目。此时，MPSoC架构执行一个组织为单个软件栈的多线程应用程序。

另一种是消息传递组织，它假设在相同或不同的软件子系统上运行多个软件栈。不同子系统之间的通信通常通过消息传递进行，通信是显式的，通过I/O操作实现。CPU通过使用send和receive等原语相互发送消息进行通信。消息传递有三种类型：
- 同步：如果发送者执行发送操作，而接收者尚未执行接收操作，发送者将被阻塞，直到接收者执行接收操作。
- 缓冲或异步阻塞：当消息在接收者准备好之前发送时，消息会被缓冲，例如在邮箱中，直到接收者取出它。因此，如果接收者忙于其他事情，发送者在发送操作后可以继续执行。
- 异步非阻塞：发送者在进行通信调用后可以立即继续执行。

异构MPSoC通常结合这两种模型，以便在单个芯片上集成大量处理器。未来的异构MPSoC将由几个异构子系统组成，每个子系统可能包含大量相同的处理器，以运行特定的软件栈。

2. MPSoC编程模型概述

为了实现分布式应用程序的设计，软件社区引入并广泛研究了编程模型，以支持异构多处理器架构的高级编程。编程模型规定了并行运行的应用程序部分之间如何相互通信信息，以及有哪些同步操作可用于协调它们的活动。

常见的并行编程模型有以下几种