基于SoCLib平台的异构多核系统及性能测试分析
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇基于SoCLib平台的异构多核系统及性能测试分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：在信息技术迅速发展的阶段，嵌入式技术也在各类移动设备中得到广泛应用。由于Java具有较多的优点，使其成为应用较广泛的网络编程语言，并且成为嵌入式系统的重要组成部分。但传统的Java程序只能用于虚拟机上，这就给程序的应用带来了一些不便，并限制了系统的整体性能。本文针对多核处理器的仿真问题，基于仿真器soclib来探讨异构多核系统，并对其性能测试进行具体的分析。
中图分类号：TP332 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）06-0207-01
在信息技术不断发展和更新的情况下，人们对处理器系统的性价比提出了更高的要求，这就使得各大芯片制造商和通信公司都将设计的重点转移到：利用最小的消耗来生产出性价比最高的处理器系统，这一转变为多核处理器技术的推广和应用创造出了更加广阔的空间。
1 异构多核处理器系统
异构多核处理器系统能够解决同构多核处理器中不能解决的各类问题，这些问题主要包括计算机密集型任务或编程语言程序。由于处理器系统中IP核一般都由不同的供应商提供，所以导致其在寄存器数量、指令集和总线宽度等方面都存在一定的差异。对于处理器系统的设计师来说，要想在硬件设计中找到合适的异构连接方式，会产生较大的资金消耗。这就促使大量硬件仿真器的产生，当面对多种结构的设计时，可以在仿真器上进行实验，这样才能验证结构是否有效和正确。在建模仿真的基础上配置出的处理器，能够以较快的速度设计出性价比较高的异构多核系统的架构方案。就是在异构多核处理器的设计中增加抽象，构建出纯软件的虚拟原型平台，并对体系构架进行科学的分析。
2 基于SoCLib平台的多核异构系统设计
（1）SoCLib平台主要是一种硬件建模仿真平台，其最早是由法国发起的，现阶段主要由多家企业和实验室进行这一系统的开发和维护。SoCLib是由IP核的仿真部件作为系统的核心，其平台主要用于多核结构的建模，并且是一个具有高效性的开放式仿真平台。
（2）在具有特殊要求的程序中，利用处理核能够达到优化处理的效果，如果不利用，就会影响到多核异构系统的整体性能。在同构结构中，一般都使用通用的处理核，其指令集不是按照特定的任务进行设计的。所以在面对多领域的通用处理时，同构多核处理器能够满足相关的使用要求。对于现有的多核需求，往往是由于有特殊的应用需要，如果只是利用处理核实现，就不能使其性能得到有效的发挥。这就产生了具有特定应用的多核处理器，异构处理器能够集成不同的处理核，并且不同的处理核能够完成不同类型的任务，并具有特殊的数据交互方式。
（3）异构多核处理器的设计主要是利用处理核加协处理核来进行设计的。根据相应的需要，应该编写适合SoCLib的建模库文件，并将SPARC作为处理器的主核，JOP作为处理器的辅助核，模块之间需要使用网络进行通信和连接。本文设计的异构多核处理器主要是通过SPARC和JOP共同组成的。异构仿真模型主要由主处理、存储模块、终端显示模块、协处理和各模块的连接方案组成。在异构多核结构中，SPARC处理器结构中的主核，协处理核为JOP的SystemC建模实现。主核的主要任务是运行整个操作系统、C语言、浮点计算和控制任务启动等。协处理核主要负责Java程序的运行，这时的Java程序是经过编译之后的指令集，JOP核可以直接执行或者取值。SPARC和JOP处理核具有不同的结构，并且在执行任务的过程中，有各自的侧重点，而其具备的特点，能够在需要时进行任务的处理。
3 多核处理器系统的性能测试
对多核处理器系统进行性能测试必须要以SoCLib作为基础仿真平台，测试中需要使用Motion-JPEG进行计算，MJPEG会以25帧/秒的速度，并利用JPEG来压缩视频信号，将视频进行动态压缩。压缩方法是将图像进行分割，分割的素块以8*8作为单位，然后将其转换到相应的频域上，并去除高频分量，最后转化成为二进制码流。其中的素块又被称为宏块单元，压缩之后的码流主要由一系列二进制的数串构成，并进行标记分割。在SoCLib系统的仿真平台上，通过串行和并行测试可以得出：在程序运行的过程中，一共打开了四个主要的窗口，其中包括帧缓存器、子任务发送的信息、打印汇聚信息的窗口、JPEG算法的执行信息窗口，最后周期性的启动模拟器的中断显示模拟速度。在具体的测试过程中，应该基于多线程编程进行程序测试，也就是对并行程序进行设计。在设计前，应该先配制好处理器的数目，并对运行结果进行分析和查看。在程序运行结果中，需要对JPEG的具体计算时间进行分析，在分析以前，应该获取准确的JPEG算法时间，具体的结果显示时间可以利用解码模块代码中的计数器进行时间的计算。通过对运行时间的分析可以了解到，当系统中的传输延时值改变时，会影响到程序的基本性能。当传输的延时性减小时，运行的速度就会相应增加；FIFO的深度不会对运行速度产生影响；当Cache的数目增加时，速度也在随着加快。其中较为重要的是多线程运行与单核串行程序的结果。在多核技术不断创新和完善的基础上，出现了各种多核处理器和一些异构多核处理器，这就需要做好基于仿真器的多和处理器的架构设计。多核处理器架构的测试能够判断出多核系统的正确和理论联系实际的合理性。
4 结语
信息化是随着社会的发展和科技的提高而产生的，在信息化高速发展的阶段，人们对计算机和信息处理速度的要求也在不断提高，而长期以来使用的单核处理器已经不能适应时展和人们使用的需求，这就要求必须不断进行完善，并将重点放在多核处理器技术的研发和应用中。
参考文献
[1]王珊珊，魏迪文，延华，何王全.异构多核系统中编译器指导的I/O技术 [J].计算机工程，2011（21）.
[2]徐远超，张志敏，蒋毅飞.基于多目标遗传算法的单指令集异构多核系统静态任务调度[J].小型微型计算机系统，2012（10）.
[3]李学辉.异构多核系统中面向细粒度任务集的调度算法研究[D].湖南大学，2011（1）.