对数据在异构多核处理器模拟器中进行任务划分的研究

摘要

在当今工程、办公应用中，要求微处理器的性能越来越强劲，同时对于功耗的要求也越来越苛刻，这样一个矛盾的结合体在嵌入式领域更加明显。嵌入式应用的发展要求现代微处理器具有高性能、低功耗、低成本、同时还要具有结构可扩展和设计周期短等特征。因此现代微处理器体系结构及设计方法都面临着巨大的挑战。基于此，本文对于微处理器体系结构以及任务运行的研究是很有意义的。 为了在多核处理器处理应用程序时，达到更高的性能，同时尽可能低的功耗，本文对在一个处理器中的多个核之间的协同工作做了研究。在多处理器系统时代，对于许多毫不相干的任务，为了使其并行运行，可以将它们安排在不同的处理器上去运行，而在多核处理器时代，这样的方式就不可以了。在本文中，使用两种任务划分方式对单个流媒体应用程序（G.721协议的编码程序）和在无向图中搜索最短路径的算法（Dijkstra算法）做了任务划分，这两种方法分别取名为“按照数据划分”和“按照功能划分”。 为了得到更实际的数据的输出，本文对于原来的多核处理器模拟器做了改进，添加了一个实时功耗计算输出模块，这样就可以更好的分析任务划分的效果和功耗输出。仿真的结果也是与以前在多处理系统上的研究结果有些不一样的：在流媒体应用仿真中，使用“按照功能划分”的方式比使用“按照数据划分”的方式在性能和功耗上都要有优势。当然，这样的结果应该在更多的流媒体应用处理中得到验证才好，而在非流媒体等弱数据相关性的数据应用中，使用“按照数据划分”与“按照功能划分”的仿真结果类似的，没有体现出优越性，甚至是有些劣势。不过，对于体系结构设计师来说，不失为一个很好的参考。 在本文中，同样对多核处理器中的核间通信重要性做了阐述。