《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于多核DSP上下文環(huán)境備份與恢復(fù)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*
2023年電子技術(shù)應(yīng)用第8期
符超,吳翼虎,錢宏文
(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所,江蘇 無(wú)錫 214035)
摘要: 在軟件定義計(jì)算體系架構(gòu)中,DSP作為一種常用的硬件資源,勢(shì)必向虛擬化發(fā)展,以便最大化發(fā)揮其效能。提出了一種多核DSP上下文環(huán)境的備份與恢復(fù)的方案,以核0為控制核心,通過(guò)合理地內(nèi)存分配以及讀寫操作,完成對(duì)其余核心在計(jì)算過(guò)程中的各狀態(tài),如寄存器狀態(tài)、堆棧狀態(tài)、數(shù)據(jù)狀態(tài)以及程序狀態(tài)的保存與寫回,實(shí)現(xiàn)了其從計(jì)算任務(wù)M切換到計(jì)算任務(wù)N,待N完成后再切換回M繼續(xù)執(zhí)行的功能;使用TI公司66AK2H14對(duì)方案作測(cè)試,驗(yàn)證了其可行性。該方案對(duì)多核DSP硬件資源的靈活應(yīng)用提供了實(shí)際的方法和經(jīng)驗(yàn)。
中圖分類號(hào):TP311.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223423
中文引用格式: 符超,吳翼虎,錢宏文. 基于多核DSP上下文環(huán)境備份與恢復(fù)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2023,49(8):114-118.
英文引用格式: Fu Chao,Wu Yihu,Qian Hongwen. Design and implementation of context backup and resume scheme based on multi-core DSP[J]. Application of Electronic Technique,2023,49(8):114-118.
Design and implementation of context backup and resume scheme based on multi-core DSP
Fu Chao,Wu Yihu,Qian Hongwen
(No.58 Research Institute, China Electronics Technology Group Corporation, Wuxi 214035, China)
Abstract: In software-defined computing architectures, DSP, as a commonly used hardware resource, is bound to develop virtualization in order to maximize its performance. This paper proposes a multi-core DSP context environment backup and resume scheme, with core 0 as the control core, through reasonable memory allocation and read/write operations, the states of remaining core in the calculation process, such as register state, stack state, data state, and program state, are saved and written back, achieved the function of switching from computing task M to computing task N, and then switching back to M after N is completed. Using TI 66AK2H14 to verify its feasibility. This scheme provides practical methods and experience for the flexible application of multi-core DSP hardware resources.
Key words : multi-core DSP;context;backup;resume

0 引言

近年來(lái),從國(guó)內(nèi)外研究人員的研究成果來(lái)看,面向特定應(yīng)用領(lǐng)域的軟件定義計(jì)算體系架構(gòu)已經(jīng)成為未來(lái)計(jì)算體系架構(gòu)演進(jìn)的重要方向[1]。軟件定義計(jì)算要求將硬件資源虛擬化,各硬件之間以軟件互連,將計(jì)算能力以異構(gòu)的可重構(gòu)的節(jié)點(diǎn)的形式提供給上層用戶,在完成定制化功能的前提下,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行效率最大化。數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor, DSP)作為異構(gòu)計(jì)算不可或缺的一環(huán),必將扮演越來(lái)越重要的角色。

上下文環(huán)境指的是任務(wù)計(jì)算過(guò)程中,處理器內(nèi)各種寄存器,如通用寄存器、程序計(jì)數(shù)器、程序狀態(tài)字等,與任務(wù)處理有關(guān)的數(shù)據(jù)信息,處理器利用上下文環(huán)境來(lái)確定相關(guān)任務(wù)的狀態(tài)并使其繼續(xù)執(zhí)行(如果任務(wù)被中斷) [2-3]。當(dāng)DSP充當(dāng)?shù)讓庸?jié)點(diǎn)時(shí),為了滿足可重構(gòu)的要求,上下文環(huán)境在DSP重構(gòu)時(shí)需要被妥善地備份保存,以便后續(xù)處理器利用其恢復(fù)任務(wù)的執(zhí)行。

C66x是TI公司設(shè)計(jì)的一款高性能DSP核,擁有著出色的計(jì)算能力,其產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)圖像處理[4-5]、高速數(shù)據(jù)傳輸[6]、雷達(dá)信號(hào)處理[7]、目標(biāo)探測(cè)[8]等技術(shù)領(lǐng)域。本文使用66AK2H14芯片作為硬件載體,以何雙宗等提出的動(dòng)態(tài)重構(gòu)方案[9-10]作為補(bǔ)充,詳細(xì)介紹了上下文環(huán)境備份與恢復(fù)方案的設(shè)計(jì)思路以及具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程,并做了測(cè)試以充分驗(yàn)證其可行性。


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作者信息:

符超,吳翼虎,錢宏文

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所,江蘇 無(wú)錫 214035)


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