一种基于多核DSP的控制处理系统和方法

摘要

本发明公开了一种基于多核DSP的控制处理系统和方法，该方法包含如下步骤：S1，将DSP处理器进行核功能划分，以及内存管理划分，DSP处理器包含若干个DSP核，选用其中一DSP核为主控核、其余DSP核为辅核；S2，封装核间的通信机制，包括核间中断机制以及信号量机制，使得辅核间的串行流水处理与并行机制以接口函数形式供调用；S3，编译库模块，所述的库模块包含消息类型定义、硬件驱动、数据类型定义；S4，状态控制框架移植到主核中。本发明将消息机制与通信机制结合起来，实现主辅核的数据分离和功能分离，提升多核控制模块的可扩展性与可伸缩性。

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种基于多核DSP的控制处理系统和方法。

背景技术

随着弹载雷达的小型化需求，以及数据处理量的提高，传统基于多DSP机制的信号处理机无法满足其需求。多核DSP的应用越来越普及。然而多核间的通信同步机制的不够完善与方便，一种基于多核DSP的软件控制处理模块需求愈加强烈。

目前国内有专利题目为“多核DSP系统自适应的任务调度方法”专利号为201410185521，和“一种片上多核DSP簇和应用扩展方法”专利号为200810225781，但其应用领域均在通信和微电子领域，前者利用从核主动去在自己空闲态中获取任务，而本实例则侧重于多核DSP下雷达信处机的设计方法，而后者则是利用路由单元进行DSP扩展，而本实例则利用核间通信手段进行架构的设计。

由于弹载雷达的快速发展，多模复合技术的综合应用。雷达控制状态日趋复杂，需要一个统一的框架控制其流程的运转。传统的基于case语句的跳转或简单的条件跳转已经无法满足日趋增长的控制需求。一种统一的状态控制模块化设计与多核DSP处理器的结合成为了一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多核DSP的控制处理系统和方法，充分利用内存池的动态分配技术将状态与事件机制以及执行方法入口函数集成起来，同时利用多核DSP提供的数据同步机制，将消息机制与通信机制结合起来，实现主辅核的数据分离和功能分离，提升多核控制模块的可扩展性与可伸缩性。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于多核DSP的控制处理系统，其包含DSP处理器和接口处理器，其特点是，所述的DSP处理器包含若干个DSP核，选用其中一DSP核为主控核、其余DSP核为辅核；

所述的主控核将控制信号发送给接口处理器，并与所述的接口处理器形成控制通信模块；

若干个所述的辅核形成数据处理模块。

所述的控制处理系统还包含：共享存储器，其分别与主控核和辅核相连，用于接收来自主控核和辅核的数据读写指令，提供数据共享。

所述的共享存储器中设有中断寄存器，其用于接收来自主控核/辅核向辅核发出的中断请求信号，并产生响应的中断信号输出；

所述的控制处理系统还包含：中断控制单元，其与所述的中断寄存器相连，用于根据中断信号向共享存储器输出中断消息。

所述的主核包含状态控制单元，其用于控制事件状态。

一种基于多核DSP的控制处理方法，其特点是，该方法包含如下步骤：

S1，将DSP处理器进行核功能划分，以及内存管理划分，DSP处理器包含若干个DSP核，选用其中一DSP核为主控核、其余DSP核为辅核；

S2，封装核间的通信机制，包括核间中断机制以及信号量机制，使得辅核间的串行流水处理与并行机制以接口函数形式供调用；

S3，编译库模块，所述的库模块包含消息类型定义、硬件驱动、数据类型定义；

S4，状态控制框架移植到主核中。

所述的步骤S1中所有辅核组成数据处理模块，所有主控核与辅核之间的消息传输依靠核间的中断通信和共享内存实现；所述辅核的串行流水处理和并行处理通过信号量同步技术实现。

所述的步骤S2中，在共享存储器中设立一只能存放一条消息的全局消息变量，并在每个所述的DSP核L2内存中设立一个消息队列。

所述的步骤S2中中断寄存器接收到主控核/辅核向辅核中断请求信号，中断控制单元根据中断信号向共享存储器输出中断消息，所述共享存储器将中断消息放置到DSP核L2内存的消息队列当中。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明充分利用内存池的动态分配技术将状态与事件机制以及执行方法入口函数集成起来，同时利用多核DSP提供的数据同步机制，将消息机制与通信机制结合起来，实现主辅核的数据分离和功能分离，提升多核控制模块的可扩展性与可伸缩性。

附图说明

图1为本发明一种基于多核DSP的控制处理系统的框图

图2为本发明核间中断机制的原理图；

图3为状态顶层设计输入图；

图4为状态事件输入形式图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，一种基于多核DSP的控制处理系统，其包含DSP处理器和接口处理器，DSP处理器包含若干个DSP核，选用其中一DSP核为主控核、其余DSP核为辅核；主控核将控制信号发送给接口处理器，并与所述的接口处理器形成控制通信模块，控制通信模块完成工作状态控制、收发时序控制以及与上位机和其它处理器之间的通信功能；若干个所述的辅核形成数据处理模块，数据处理模块完成脉压、检测等雷达数据处理的功能，本实施例中DSP处理器为八核高性能浮点芯片TMS320C6678，接口处理器为FPGA，型号为Kintex7。

上述的控制处理系统还包含：共享存储器，其分别与主控核和辅核相连，用于接收来自主控核和辅核的数据读写指令，提供数据共享。

上述的共享存储器中设有中断寄存器，其用于接收来自主控核/辅核向辅核发出的中断请求信号，并产生响应的中断信号输出；

上述的控制处理系统还包含：中断控制单元，其与所述的中断寄存器相连，用于根据中断信号向共享存储器输出中断消息。

上述的主核包含状态控制单元，其用于控制事件状态。

一种基于多核DSP的控制处理方法，该方法包含如下步骤：

S1，将DSP处理器进行核功能划分，以及内存管理划分，DSP处理器包含若干个DSP核，选用其中一DSP核为主控核、其余DSP核为辅核；

S2，封装核间的通信机制，包括核间中断机制以及信号量机制，使得辅核间的串行流水处理与并行机制以接口函数形式供调用；

S3，编译库模块，所述的库模块包含消息类型定义、硬件驱动、数据类型定义；

S4，状态控制框架移植到主核中。

上述的步骤S1中所有辅核组成数据处理模块，所有主控核与辅核之间的消息传输依靠核间的中断通信和共享内存实现；所述辅核的串行流水处理和并行处理通过信号量同步技术实现，辅核与接口管理器通过SRIO进行大数据量的传输，主核与接口管理器的指令传输则依靠EMIF进行传输。

上述的步骤S2中，在共享存储器中设立一只能存放一条消息的全局消息变量，并在每个所述的DSP核L2内存中设立一个消息队列。

参见图2，上述的步骤S2中中断寄存器接收到主控核/辅核向辅核中断请求信号，中断控制单元根据中断信号向共享存储器输出中断消息，所述共享存储器将中断消息放置到DSP核L2内存的消息队列当中，为防止多核同时触发某个相同的核，在中断控制单元和中断寄存器设计互锁机制，防止中断嵌套。

上述步骤S3中，控制通信模块与数据处理模块以库模块的基础码为基础，调用该库模块提供的子函数，这种高度的共用模块的设计，极大降低每个处理工程和控制工程的代码文件数量同时有效控制整个多核工作空间的代码质量。

在状态控制框架移植到主核后，设计一个顶层的状态设计，按照一定的约定设计出一定的输入文件作为我们状态机的输入（参见图3），如图4所示，第一列为状态项，以ST前缀为开头，第二项为事件项，以EVT前缀为开头，第三项则是函数指针，以（LgDispatchEvent_f）作为强制函数指针转换，并通过执行模块执行状态跳转、具体的消息控制和时序控制。

综上所述，本发明一种基于多核DSP的控制处理系统和方法，充分利用内存池的动态分配技术将状态与事件机制以及执行方法入口函数集成起来，同时利用多核DSP提供的数据同步机制，将消息机制与通信机制结合起来，实现主辅核的数据分离和功能分离，提升多核控制模块的可扩展性与可伸缩性。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。