【摘要】：嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用日益普及,目前已經(jīng)呈普適發(fā)展的前景。同時人們對嵌入式系統(tǒng)的功能需求,也日益向更快的速度、更低的能耗、更強的數(shù)據(jù)處理能力等方向發(fā)展。滿足不斷增長的運算能力需求,多核設(shè)計對嵌入式系統(tǒng),是必定的發(fā)展趨勢。得益于高性能領(lǐng)域并行處理器的優(yōu)點,借鑒并移植大量已有的并行編譯技術(shù)到特定的多核嵌入式系統(tǒng),使嵌入式多核編譯技術(shù)迅速發(fā)展。一方面嵌入式系統(tǒng)尺寸、外形、功耗、功能等都受限于應(yīng)用對象,計算能力和數(shù)據(jù)存儲能力等受限于其硬件結(jié)構(gòu)的特殊的計算機系統(tǒng),對于其多核編譯系統(tǒng)不可能有一個標準化的設(shè)計。另一方面與人的思維習慣相關(guān),程序員編寫直接在多核上執(zhí)行程序遠比單核程序難度要高,將其使用多核編譯程序進行編譯轉(zhuǎn)為多核代碼,也方便利用大量現(xiàn)在的代碼,被認為是一種有效的解決方法。 本文基于開放源碼的小型C編譯系統(tǒng)SDCC,設(shè)計一個多核嵌入式編譯器MSDCC。并對MSDCC的工作原理,及其核心模塊存儲器管理模塊和中斷管理模塊的設(shè)計與優(yōu)化展開討論。存儲器管理模塊采用集群思想,在各核心間進行任務(wù)管理和負載均衡管理。中斷管理模塊在原SDCC基礎(chǔ)上加入核間中斷管理,使得各處理器核協(xié)調(diào)同步工作。對中間代碼的優(yōu)化可以進一步提高多核并行化后的代碼。本文基于GCC和SDCC等編譯系統(tǒng)中常用的窺孔優(yōu)化技術(shù),設(shè)計對中間代碼進行優(yōu)化,對矩陣加法、辛普森、快速傅里葉變換計算等三種工業(yè)上常用的計算方法進行優(yōu)化。形成一個提高嵌入式多核程序執(zhí)行效率的解決方案,并根據(jù)給出的解決方案設(shè)計MSDCC系統(tǒng)。 最后,使用矩陣加法、辛普森問題、快速傅里葉等算法對本文方案進行分析和測評,通過實驗測評,證實在嵌入式多核編譯可以有效提高程序在嵌入式系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TP368.1;TP314
【圖文】：

測試程序為矩陣相加、辛普森求積法和傅里葉變換。5.3.1.1矩陣相加問題優(yōu)化對于矩陣相加對矩陣相加問題的在單個處理器核上運行，如圖5.3鬢鬢鬢}鑫黝顴翼黝no， usedddnO，used!nO，used滓 滓 nnnotusedInotused·lll圖5.3單個核上運行矩陣相加算法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〕:}在雙核上

For(1ntj=O;j<n;j+十){C「i〕[j」=A「i」「j」+B「i」〔j〕:}在雙核上，進行矩陣相加如圖5.4示意;圖5.4雙核上運行矩陣相加算法 //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

m=m+2;if(m(=n%2)七 hengotolooPI:在四核上，進行矩陣相加，如圖5.5示意:圖5.5四核上運行矩陣相加算法刀 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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