9、MPSoC软件栈与硬件组件深度解析

MPSoC软件栈与硬件组件深度解析

1. 软件栈概述

软件栈主要由两部分构成：应用任务代码和硬件依赖软件（HdS）。HdS层又包含三个组件：操作系统（OS）、特定的I/O通信软件以及硬件抽象层（HAL）。HdS负责提供特定于应用和架构的服务，例如应用任务调度、不同任务间的通信、与其他子系统的外部通信以及硬件资源管理和控制。

2. 软件栈组织

软件栈被构建为不同的软件层，以提供特定的服务。它主要分为两层：应用层和HdS层。

2.1 应用层

应用层可以是多任务描述，也可以是针对软件（处理器）子系统执行的单任务功能。任务或线程是轻量级进程，顺序运行，拥有自己的程序计数器、寄存器集和堆栈。多个任务可以由单核CPU或多核软件子系统并行执行，这些任务可能共享架构资源，如处理器、I/O组件和内存。在单核节点上，多线程通常通过时间片实现，即单个处理器在不同线程之间切换；在多核处理器子系统中，线程可以通过多处理实现，不同线程可在不同处理器上同时运行。应用层的任务使用编程模型或应用程序编程接口（API）来抽象底层的HdS软件层，这些API与HdS的API相对应。

2.2 HdS层

HdS层是与硬件直接接触、受硬件显著影响或能直接影响硬件行为的软件层。它集成了所有直接依赖底层硬件的软件，如硬件驱动程序或启动策略，还提供资源管理和共享服务。目前研究表明，HdS调试占MPSoC软件设计周期中全局系统总调试时间的78%，这可能是由于对硬件架构的错误配置或访问导致的。为降低其复杂性，HdS被分为三个软件组件：

• 操作系统（OS） ：管理架构资源的共享