嵌入式MSDCC异构多核编译器研究

发布时间：2020-08-09 01:21

【摘要】：嵌入式系统的应用日益普及,目前已经呈普适发展的前景。同时人们对嵌入式系统的功能需求,也日益向更快的速度、更低的能耗、更强的数据处理能力等方向发展。满足不断增长的运算能力需求,多核设计对嵌入式系统,是必定的发展趋势。得益于高性能领域并行处理器的优点,借鉴并移植大量已有的并行编译技术到特定的多核嵌入式系统,使嵌入式多核编译技术迅速发展。一方面嵌入式系统尺寸、外形、功耗、功能等都受限于应用对象,计算能力和数据存储能力等受限于其硬件结构的特殊的计算机系统,对于其多核编译系统不可能有一个标准化的设计。另一方面与人的思维习惯相关,程序员编写直接在多核上执行程序远比单核程序难度要高,将其使用多核编译程序进行编译转为多核代码,也方便利用大量现在的代码,被认为是一种有效的解决方法。本文基于开放源码的小型C编译系统SDCC,设计一个多核嵌入式编译器MSDCC。并对MSDCC的工作原理,及其核心模块存储器管理模块和中断管理模块的设计与优化展开讨论。存储器管理模块采用集群思想,在各核心间进行任务管理和负载均衡管理。中断管理模块在原SDCC基础上加入核间中断管理,使得各处理器核协调同步工作。对中间代码的优化可以进一步提高多核并行化后的代码。本文基于GCC和SDCC等编译系统中常用的窥孔优化技术,设计对中间代码进行优化,对矩阵加法、辛普森、快速傅里叶变换计算等三种工业上常用的计算方法进行优化。形成一个提高嵌入式多核程序执行效率的解决方案,并根据给出的解决方案设计MSDCC系统。最后,使用矩阵加法、辛普森问题、快速傅里叶等算法对本文方案进行分析和测评,通过实验测评,证实在嵌入式多核编译可以有效提高程序在嵌入式系统的执行效率。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP368.1;TP314
【图文】：

矩阵,算法,求积法,双核

测试程序为矩阵相加、辛普森求积法和傅里叶变换。5.3.1.1矩阵相加问题优化对于矩阵相加对矩阵相加问题的在单个处理器核上运行，如图5.3鬓鬓鬓}鑫黝颧翼黝no， usedddnO，used!nO，used滓滓 nnnotusedInotused·lll图5.3单个核上运行矩阵相加算法float*A，float*B，float*Cintl，intn，intj For(1nti=O:i<n:i++) For(1ntj=O;j<n;j+十){C「i〕[j」=A「i」「j」+B「i」〔j〕:}在双核上

双核,矩阵,算法

For(1ntj=O;j<n;j+十){C「i〕[j」=A「i」「j」+B「i」〔j〕:}在双核上，进行矩阵相加如图5.4示意;图5.4双核上运行矩阵相加算法 //m=nmodZintm=O;inti=O;looP://在coreo上i=O;i二i十m; {For(1ntj=O;j<n;j++){C[i〕[j」=A〔i」[jj+B〔i」[j」;}刀在corel上i=1;i=i+m;46

四核,矩阵,算法

m=m+2;if(m(=n%2)七 hengotolooPI:在四核上，进行矩阵相加，如图5.5示意:图5.5四核上运行矩阵相加算法刀 m=nmod4intm=O;inti=O;looP://在coreo上i=O;i=i十m;{For(intj=0:j(n:j++){C[i」[

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