嵌入式平台上双CPU并行计算的优化与实现

摘要

随着多媒体电子产品越来越和人们的生活紧密相关。芯片技术的快速发展,嵌入式系统的性能逐步提高。嵌入式平台上的多媒体系统开发与产品更新升级速度也越来越快。但是单纯不断提高硬件水平来提升嵌入式产品性能面临越来越多的瓶颈,软件结构的重新设计与着手于部分部件的性能提升往往带来巨大的成本开销与开发速度漫长。所以,多核技术的融入成为了当今嵌入式产品性能提升的一个很好选择。
　　本文基于已有的一种数码摄像嵌入式平台,着力于完成单CPU系统单向双CPU系统的过渡,较为轻量级的对原系统结构进行更改实现并行计算,以便于在少量时间与成本投入的情况下优化系统性能。在设计实现过程中,本文将从如下几个方面对原有系统进行并行优化设计与实现。
　　首先,本文对原系统软件结构与性能进行了全面研究,然后通过建立优化模型,对Amdahl多核加速比定律进行改造,并给出了管道过滤器风格软件结构的多核加速比公式,提出了一种并行任务分配方案方法并为总体方案的设计提出了宏观参考。
　　其次,进一步给出了具体优化方案及实现方法并付诸实施,通过较为轻量级的对原有系统进行修改。最终实现了同构CPU运行异构操作系统Linux与T-Kernel下的双核任务级并行计算,并对其原系统正常启动流程与T-Kernel启动进行对比分析,完成了双CPU共同启动。
　　最后,结合实现前后系统的功能和性能,给出了不变负载与递增负载的性能测试,并进行相关性能分析。结果表明双CPU改造后的系统可以达到预定目标吞吐率,且较为合理分担负载,并且具有较好扩充性,顺利完成了项目迭代开发的一个重要环节。

目录

嵌入式平台上双CPU并行计算的优化与实现

OPTIMIZATION AND IMPLEMENTATION OF PARALLEL COMPUTING ON DUAL-CPU EMBEDDED PLATFORM

摘 要

Abstract

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2与课题相关的国内外研究综述

1.3 本文的主要研究内容

第2章 面向需求的分析与建模

2.1 项目原有软件结构

2.2 优化方向与预期目标

2.3 优化方案的分析与建模

2.4 优化方案的设计

2.5 优化方案中的难点问题

2.6 本章小结

第3章 双CPU间并行计算的实现

3.1 功能模块的移植

3.2双CPU通信机制的设计与实现

3.3 OS适配层的实现

3.4 本章小结

第4章 双CPU系统启动机制的实现

4.1 T-Kernel操作系统

4.2 双CPU共同启动

4.3本章小结

第5章 系统性能测试与分析

5.1 测试工具

5.2 测试结果分析

5.3本章小结

结 论

参考文献

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致 谢

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