多核多线程处理器环境下软件系统的设计与实现

发布时间：2021-05-27 12:32

　　信息网络的飞速发展,要求有高性能网络设备的支持;而高性能的网络设备要求高的处理器性能。为满足这种需求,处理器的设计需要引入创新的架构思想。多核多线程是目前提高处理器性能的最有前途的技术之一。多核技术在体系结构、软件模型、核间通信技术、操作系统设计、安全性设计等诸多方面存在巨大挑战,同时也存在巨大的潜能。本文结合当今主流的基于MIPS核的RMI XLR系列多核多线程网络处理器,介绍了多核多线程处理器的基本特点,重点探讨了多核多线程环境下软件系统的架构问题。本文的主要工作和贡献如下:1.重点研究了多核多线程处理器技术,对目前情况下多核多线程环境的软件系统进行了介绍,分析了非对称多处理、对称多处理和混合多处理这三种架构模式的优缺点。2.根据所用硬件平台,实现了多核多线程环境下的软件系统,着重针对网络通信应用领域进行了设计,对整个系统启动运行流程进行设计,主要完成如下三部分工作:Bootloader的设计与实现,Linux系统的移植和VxWorks BSP的移植。3.针对系统性能出现瓶颈的部分,本文对该系统间的同步及通信机制进行了分析,并提出了改进意见。 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 选题的意义与价值
    1.3 论文的主要工作
    1.4 论文组织
    1.5 本章小结
第二章 MIPS多核多线程处理器系统分析
    2.1 多核多线程处理器系统简介
    2.2 硬件平台概况
        2.2.1 RMI XLR732处理器
        2.2.2 硬件平台系统设计框图
    2.3 XLR处理器的多核与多线程结构
        2.3.1 多核与多线程技术分析
        2.3.2 XLR处理器的多核与多线程结构
    2.4 XLR处理器体系结构
        2.4.1 虚拟地址空间分配
        2.4.2 虚拟地址与物理地址转换
        2.4.3 协处理器0(CP0)
        2.4.4 协处理器2(CP2)
        2.4.5 异常和中断理论分析
        2.4.6 虚拟 MIPS模式
    2.5 本章小结
第三章 多核多线程处理器环境下软件系统的分析与设计
    3.1 多核环境下的软件系统架构
        3.1.1 非对称多处理(Asymmetric multiprocessing, AMP)
        3.1.2 对称多处理(Symmetric multiprocessing, SMP)
        3.1.3 混合多处理(Bound multiprocessing, BMP)
    3.2 开发平台的软件系统设计
    3.3 本章小结
第四章 多核多线程处理器环境下软件系统的实现
    4.1 软件系统组成
        4.1.1 Bootloader
        4.1.2 Linux
        4.1.3 VxWorks
    4.2 AMP架构软件系统
        4.2.1 AMP架构系统启动流程
        4.2.2 TLB映射
        4.2.3 物理地址映射
    4.3 系统间同步及通信机制
        4.3.1 自旋锁实现与改进
        4.3.2 消息管理机制
    4.4 本章小结
第五章 论文总结
    5.1 总结
    5.2 下一步工作
致谢
参考文献
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