计算机科学与技术专业毕业论文计算机科学与技术专业毕业论文 精品论文精品论文 嵌入式可视媒体处嵌入式可视媒体处理理 SoCSoC 的高效访存管理技术研究与实现的高效访存管理技术研究与实现关键词：嵌入式多核处理器关键词：嵌入式多核处理器 可视媒体处理可视媒体处理 多核访存多核访存 多核通信多核通信 片上多核处理片上多核处理 器器 芯片集成芯片集成摘要：片上多核处理器是目前计算机体系结构技术发展的一个趋势。其应用范 围覆盖工作站服务器、桌面计算机以及各种嵌入式设备，越来越广泛。它通过 在单个芯片上集成多个处理器核，极大地增强了芯片的计算能力。同时，这也 意味着处理器需要更多数据，对访存的要求更高。访存已成为影响多核处理器 性能发挥的关键因素。 片上多处理核的访存效率受到处理器体系结构、存储 层次、互连组织、输入输出方式等因素的影响。目前多核处理器上常见的共享 Cache 结构、共享总线互连、交叉开关互连、片上网络互连等技术都是最初针 对高性能处理器设计而出现的，当它们应用到嵌入式处理器设计领域时，由于 受芯片面积、功耗、成本、性能等多方面因素制约，存在着效率低或者开销代 价大等各种问题。 本文结合嵌入式可视媒体处理 SoC 芯片 EVMPSoC 的研制需 求，研究了面向嵌入式可视媒体处理 SoC 的异构多核处理器片上访存管理技术， 设计并实现了 EVMPSoC 芯片的多通道高效访存子系统。本文的主要工作和贡献 如下： 1.借鉴现有的片上多处理器访存技术，提出并实现了一种 EVMPSoC 的 多通道双位宽并行访存与通信结构。该结构有利于大批量连续数据快速传输， 可有效支持多访存任务并行执行，便于将计算与访存重叠、通信与访存重叠， 从而隐藏访存延迟，实现高效率的多处理核并行访存与通信。 2.提出了可有 效提高访存效率的二维事务机制和流水传输机制，充分发挥了多访存任务并行 执行的优势。设计实现了具有可自动重载、多优先级配置、多中断源配置、显 存控制、循环寻址等功能的高效访存管理部件。 3.完成了 EVMPSoC 芯片中访 存管理部件的模拟验证、逻辑综合与优化、时序分析，为 EVMPSoC 芯片投片成 功提供了重要的保证。验证及优化结果表明，本文设计实现的访存管理部件具 有功能正确、效率高和开销代价低的特点。 4.研究了 EVMPSoC 芯片的软件编 程技术，构建了其软件开发平台环境，探讨了多核编程的任务划分、片上存储 空间分配、多任务仲裁调度等技术，分析了各种测试程序的运行结果，为进一 步开发 EVMPSoC 的系统编译器奠定了基础。正文内容正文内容片上多核处理器是目前计算机体系结构技术发展的一个趋势。其应用范围 覆盖工作站服务器、桌面计算机以及各种嵌入式设备，越来越广泛。它通过在 单个芯片上集成多个处理器核，极大地增强了芯片的计算能力。同时，这也意 味着处理器需要更多数据，对访存的要求更高。访存已成为影响多核处理器性 能发挥的关键因素。 片上多处理核的访存效率受到处理器体系结构、存储层 次、互连组织、输入输出方式等因素的影响。目前多核处理器上常见的共享 Cache 结构、共享总线互连、交叉开关互连、片上网络互连等技术都是最初针 对高性能处理器设计而出现的，当它们应用到嵌入式处理器设计领域时，由于 受芯片面积、功耗、成本、性能等多方面因素制约，存在着效率低或者开销代 价大等各种问题。 本文结合嵌入式可视媒体处理 SoC 芯片 EVMPSoC 的研制需 求，研究了面向嵌入式可视媒体处理 SoC 的异构多核处理器片上访存管理技术， 设计并实现了 EVMPSoC 芯片的多通道高效访存子系统。本文的主要工作和贡献 如下： 1.借鉴现有的片上多处理器访存技术，提出并实现了一种 EVMPSoC 的 多通道双位宽并行访存与通信结构。该结构有利于大批量连续数据快速传输， 可有效支持多访存任务并行执行，便于将计算与访存重叠、通信与访存重叠， 从而隐藏访存延迟，实现高效率的多处理核并行访存与通信。 2.提出了可有 效提高访存效率的二维事务机制和流水传输机制，充分发挥了多访存任务并行 执行的优势。设计实现了具有可自动重载、多优先级配置、多中断源配置、显 存控制、循环寻址等功能的高效访存管理部件。 3.完成了 EVMPSoC 芯片中访 存管理部件的模拟验证、逻辑综合与优化、时序分析，为 EVMPSoC 芯片投片成 功提供了重要的保证。验证及优化结果表明，本文设计实现的访存管理部件具 有功能正确、效率高和开销代价低的特点。 4.研究了 EVMPSoC 芯片的软件编 程技术，构建了其软件开发平台环境，探讨了多核编程的任务划分、片上存储 空间分配、多任务仲裁调度等技术，分析了各种测试程序的运行结果，为进一 步开发 EVMPSoC 的系统编译器奠定了基础。 片上多核处理器是目前计算机体系结构技术发展的一个趋势。其应用范围覆盖 工作站服务器、桌面计算机以及各种嵌入式设备，越来越广泛。它通过在单个 芯片上集成多个处理器核，极大地增强了芯片的计算能力。同时，这也意味着 处理器需要更多数据，对访存的要求更高。访存已成为影响多核处理器性能发 挥的关键因素。 片上多处理核的访存效率受到处理器体系结构、存储层次、 互连组织、输入输出方式等因素的影响。目前多核处理器上常见的共享 Cache 结构、共享总线互连、交叉开关互连、片上网络互连等技术都是最初针对高性 能处理器设计而出现的，当它们应用到嵌入式处理器设计领域时，由于受芯片 面积、功耗、成本、性能等多方面因素制约，存在着效率低或者开销代价大等 各种问题。 本文结合嵌入式可视媒体处理 SoC 芯片 EVMPSoC 的研制需求，研 究了面向嵌入式可视媒体处理 SoC 的异构多核处理器片上访存管理技术，设计 并实现了 EVMPSoC 芯片的多通道高效访存子系统。本文的主要工作和贡献如下：1.借鉴现有的片上多处理器访存技术，提出并实现了一种 EVMPSoC 的多通道 双位宽并行访存与通信结构。该结构有利于大批量连续数据快速传输，可有效 支持多访存任务并行执行，便于将计算与访存重叠、通信与访存重叠，从而隐 藏访存延迟，实现高效率的多处理核并行访存与通信。 2.提出了可有效提高 访存效率的二维事务机制和流水传输机制，充分发挥了多访存任务并行执行的优势。设计实现了具有可自动重载、多优先级配置、多中断源配置、显存控制、 循环寻址等功能的高效访存管理部件。 3.完成了 EVMPSoC 芯片中访存管理部 件的模拟验证、逻辑综合与优化、时序分析，为 EVMPSoC 芯片投片成功提供了 重要的保证。验证及优化结果表明，本文设计实现的访存管理部件具有功能正 确、效率高和开销代价低的特点。 4.研究了 EVMPSoC 芯片的软件编程技术， 构建了其软件开发平台环境，探讨了多核编程的任务划分、片上存储空间分配、 多任务仲裁调度等技术，分析了各种测试程序的运行结果，为进一步开发 EVMPSoC 的系统编译器奠定了基础。 片上多核处理器是目前计算机体系结构技术发展的一个趋势。其应用范围覆盖 工作站服务器、桌面计算机以及各种嵌入式设备，越来越广泛。它通过在单个 芯片上集成多个处理器核，极大地增强了芯片的计算能力。同时，这也意味着 处理器需要更多数据，对访存的要求更高。访存已成为影响多核处理器性能发 挥的关键因素。 片上多处理核的访存效率受到处理器体系结构、存储层次、 互连组织、输入输出方式等因素的影响。目前多核处理器上常见的共享 Cache 结构、共享总线互连、交叉开关互连、片上网络互连等技术都是最初针对高性 能处理器设计而出现的，当它们应用到嵌入式处理器设计领域时，由于受芯片 面积、功耗、成本、性能等多方面因素制约，存在着效率低或者开销代价大等 各种问题。 本文结合嵌入式可视媒体处理 SoC 芯片 EVMPSoC 的研制需求，研 究了面向嵌入式可视媒体处理 SoC 的异构多核处理器片上访存管理技术，设计 并实现了 EVMPSoC 芯片的多通道高效访存子系统。本文的主要工作和贡献如下：1.借鉴现有的片上多处理器访存技术，提出并实现了一种 EVMPSoC 的多通道 双位宽并行访存与通信结构。该结构有利于大批量连续数据快速传输，可有效 支持多访存任务并行执行，便于将计算与访存重叠、通信与访存重叠，从而隐 藏访存延迟，实现高效率的多处理核并行访存与通信。 2.提出了可有效提高 访存效率的二维事务机制和流水传输机制，充分发挥了多访存任务并行执行的 优势。设计实现了具有可自动重载、多优先级配置、多中断源配置、显存控制、 循环寻址等功能的高效访存管理部件。 3.完成了 EVMPSoC 芯片中访存管理部 件的模拟验证、逻辑综合与优化、时序分析，为 EVMPSoC 芯片投片成功提供了 重要的保证。验证及优化结果表明，本文设计实现的访存管理部件具有功能正 确、效率高和开销代价低的特点。 4.研究了 EVMPSoC 芯片的软件编程技术， 构建了其软件开发平台环境，探讨了多核编程的任务划分、片上存储空间分配、 多任务仲裁调度等技术，分析了各种测试程序的运行结果，为进一步开发 EVMPSoC 的系统编译器奠定了基础。 片上多核处理器是目前计算机体系结构技术发展的一个趋势。其应用范围覆盖 工作站服务器、桌面计算机以及各种嵌入式设备，越来越广泛。它通过在单个 芯片上集成多个处理器核，极大地增强了芯片的计算能力。同时，这也意味着 处理器需要更多数据，对访存的要求更高。访存已成为影响多核处理器性能发 挥的关键因素。 片上多处理核的访存效率受到处理器体系结构、存储层次、 互连组织、输入输出方式等因素的影响。目前多核处理器上常见的共享 Cache 结构、共享总线互连、交叉开关互连、片上网络互连等技术都是最初针对高性 能处理器设计而出现的，当它们应用到嵌入式处理器设计领域时，由于受芯片 面积、功耗、成本、性能等多方面因素制约，存在着效率低或者开销代价大等 各种问题。 本文结合嵌入式可视媒体处理 SoC 芯片 EVMPSoC 的研制需求，研 究了面向嵌入式可视媒体处理 SoC 的异构多核处理器片上访存管理技术，设计并实现了 EVMPSoC 芯片的多通道高效访存子系统。本文的主要工作和贡献如下：1.借鉴现有的片上多处理器访存技术，提出并实现了一种 EVMPSoC 的多通道 双位宽并行访存与通信结构。该结构有利于大批量连续数据快速传输，可有效 支持多访存任务并行执行，便于将计算与访存重叠、通信与访存重叠，从而隐 藏访存延迟，实现高效率的多处理核并行访存与通信。 2.提出了可有效提高 访存效率的二维事务机制和流水传输机制，充分发挥了多访存任务并行执行的 优势。设计实现了具有可自动重载、多优先级配置、多中断源配置、显存控制、 循环寻址等功能的高效访存管理部件。 3.完成了 EVMPSoC 芯片中访存管理部 件的模拟验证、逻辑综合与优化、时序分析，为 EVMPSoC 芯片投片成功提供了 重要的保证。验证及优化结果表明，本文设计实现的访存管理部件具有功能正 确、效率高和开销代价低的特点。 4.研究了 EVMPSoC 芯片的软件编程技术， 构建了其软件开发平台环境，探讨了多核编程的任务划分、片上存储空间分配、 多任务仲裁调度等技术，分析了各种测试程序的运行结果，为进一步开发 EVMPSoC 的系统编译器奠定了基础。 片上多核处理器是目前计算机体系结构技术发展的一个趋势。其应用范围覆盖 工作站服务器、桌面计算机以及各种嵌入式设备，越来越广泛。它通过在单个 芯片上集成多个处理器核，极大地增强了芯片的计算能力。同时，这也意味着 处理器需要更多数据，对访存的要求更高。访存已成为影响多核处理器性能发 挥的关键因素。 片上多处理核的访存效率受到处理器体系结构、存储层次、 互连组织、输入输出方式等因素的影响。目前多核处理器上常见的共享 Cache 结构、共享总线互连、交叉开