基于多核dsp的高性能处理平台设计

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1、基于多核DSP的高性能处理平台设计Designofhigh-performancemulti-coreDSPbasedprocessingplatform工程领域：电子与通信工程作者姓名：冯超指导教师：张涛副教授企业导师：李迅高级工程师天津大学电子信息工程学院二零一五年十一月摘要随着现代社会的发展，人们对嵌入式系统处理能力的需求逐日增加。嵌入式系统的处理能力主要体现在通信能力、计算能力和存储能力等方面。作为嵌入式系统的一个重要分支，DSP在高性能数据处理方面具有明显的优势。由于传统的单核处理器构架很难达到更高规模的计算能力，而且在提高单核处理器主频的同

2、时，芯片的功耗问题与处理器构架已逐渐成为瓶颈，因此多核处理器应运而生。针对多核系统的设计，人们可以通过增加单芯片中核的数量，或者扩展背板上的芯片数量，并依托Linux、SYS/BIOS等实时操作系统进行多任务划分和调配，实现更高规模的数据处理能力。课题意在搭建一个基于多核DSP的高性能处理平台，该平台可以实现大规模的数据运算和数据传输。在该平台基础上，依托SYS/BIOS实时操作系统，对多核之间IPC通信机制和多片之间的通信性能进行研究。最后从应用角度提供可行性方案。论文的主要内容可以分为以下几个方面：首先，对多核DSP与高性能处理平台的相关知识和技术

3、进行概述。通过现有的软硬件资源和已有的技术积累对平台设计进行可行性分析。在此基础上，提出一种高性能处理平台的设计方案。然后，从核间通信机制角度入手，以TIKeyStone架构多核DSPTMS320-C6678为系统平台，对多核系统中三种主要的核间通信机制进行了研究，并分析了不同通信机制的特性及适用情况。进而，从片间通信性能角度入手，以当下主流的Hyperlink、PCIe和SRIO三种高速串行接口为研究对象，对系统中多片之间的通信性能进行研究。将背板上三种高速串行接口的传输性能进行对比，并对影响其带宽的因素进行分析，为多核系统中片间通信方案的选择提供了

4、依据。最后，在TI最新推出的异构多核DSP+RISC芯片66AK2H14平台上实现具有我国自主知识产权的AVS视频解码器的多路并行解码，并对解码器性能进行了测试。从系统应用角度为多核高性能处理平台提供解决方案。关键词：高性能；多核；66AK2H14；核间通信；AVS解码器ABSTRACTWiththedevelopmentofmodernsociety,people'sdemandfortheprocessingcapacityofembeddedsystemsisincreasingdayafterday.Theprocessingcapacityo

5、fembeddedsystemismainlyreflectedintheaspectsofcommunicationability,computingpowerandstoragecapacity.Asanimportantbranchofembeddedsystem,DSPhasobviousadvantagesinhighperformancedataprocessing.Becauseitisdifficultforthetraditionalsingle-coreprocessorarchitecturetoachieveahighersca

6、lecomputingpower.And,thepowerconsumptionandtheprocessorarchitecturehavegraduallybecomethebottleneck.Themulti-coreprocessoremergedasthetimesrequire.Formulti-coresystemdesign,peoplecaneitherincreasethenumberofnuclearonsingle-chip,orexpandthenumberofchiponthebackplane,andrelyingonr

7、eal-timeoperatingsystemssuchasLinux,SYS/BIOSmulti-taskpartitioningandallocation,toachieveahigherscaledataprocessingability.Thispaperisintendedtobuildahighperformanceprocessingplatformbasedonmulti-coreDSP,whichcanrealizelargescaledataoperationanddatatransmission.Inthisplatform,th

8、ecommunicationperformanceamongmulti-coresandmul