您的位置 首页 元件

嵌入式多媒体使用的多处理器核软件设计结构

深入理解某个应用的数据访问方式,可以充分利用处理器潜在架构中的存储器和系统资源,从而开发可扩展的并行应用。基于单核结构的嵌入式处理

深化了解某个运用的数据拜访办法,能够充分运用处理器潜在架构中的存储器和体系资源,然后开发可扩展的并行运用。

根据单核结构的嵌入式处理器越来越不能满意日益增长的嵌入式多媒体处理运用方面的要求,多核嵌入式结构已成为处理这一问题的有用途径,一起也为怎么开发充分运用多核结构的运用软件带来应战。现在,需求将编译技能和开发工具更多的结合起來,才能使多核结构的运用获得成功。而大多数并行软件都是经过手艺转化办法将次序程序转化为并行程序来完成的。由于缺少具有多核认识的开发工具,使得软件难以进行功能评价。因而,假如没有预先有用牢靠的工程规划,将不得不面临运用软件的功率低下,以及推迟产品上市时刻等问题。

软件结构为多核运用软件的开发供给了一个很好的起点,能够协助缩短开发时刻。本文将具体阐明嵌入式多媒体运用软件的规划结构,一起,本文的数据流模型也可扩展到许多其它运用中。该结构归纳了多媒体运用软件固有的数据并行结构,还阐明晰怎么经过有用运用潜在架构来有用办理数据流。

在规划并行软件的进程中有两大应战:一是开发一个有用的并行算法,二是有用运用存储器,如DMA(直接存储拜访)通道和互连网络等同享资源。在这进程中,次序运转的运用程序的功能可根据可用处理器核的数目进行扩展。

一般完成运用程序的并行处理有多种办法。有些运用程序表现为固有的并行,而有的则具有适当杂乱且不规矩的数据存取形式。但总的来讲,科学运用程序和多媒体运用程序的并行一般易于完成,由于它们的数据存取形式比那些操控类运用程序相对简单猜测。本文要点评论针对多媒体算法的并行技能,这类算法需求很高的处理开支,且常用于嵌入式体系运用中。

多媒体运用程序中存在数据的并行等级。一组数据帧和数据帧中的一个宏块之间的并行粒度有很大不同。一般来讲,粒度越小,在同享单元——例如处理器核和DMA通道——之间所需的同步等级越高。粒度越小,并行程度也就越高,而网络通信量也越小。相反,大的粒度则要求较低的同步性,但也使网络通信量增大。因而,根据运用的不同类型和体系需求,软件结构也界说了不同的并行等级。

需求阐明的是,对可扩展并行软件的开发还依赖于对互连网络、分级存储器体系,以及外设/DMA资源的有用运用。体系严厉的低功耗和低成本的需求对一切这些要素都会构成束缚。多核环境下的规划要求变革资源的有用运用办法。本文介绍了几种在ADI公司的Blackfin ADSP-BF561双核处理器上对资源进行有用办理的办法。

多媒体数据流剖析

为了完成数据并行,需求在数据流中找到这样一个或一组数据块:能够独立处理并将成果馈送给别的的处理部件。独立的数据块能够下降同步开支并简化并行算法。要找到这种数据块,重要的是要清楚数据流形式,或许一个运用的数据存取形式。

关于大多数多媒体运用,能够将数据存取形式看成是2-D(空间域)和3-D(时刻域)操作形式。在2-D形式中,独立的数据块被约束在单个数据帧内,而在3-D形式中,独立数据块能够跨越多帧。在空间域中,能够将帧划分用N个接连行和视频帧宏块组成的片段,而在时刻域中,能够对数据流进一步细分到帧级或图片组(GOP)级。

选用片段或宏块的数据存取形式的算法对同步性要求很高,但需求较少的网络传输量,这是由于分级的存储器体系只需存储图画数据的一部分。关于帧或图片组类型的数据拜访形式,分级的存储器体系则需求存储很多数据,但对同步性的要求则相对低得多。这是由于体系的并行粒度增大了的原因。图1阐明晰多媒体运用软件中的并行等级,一起对四个等级中相关的同步性和网络通信量做了比照。

图2阐明晰ADSP-BF561的结构,该结构的组成中包含独立的指令和数据存储器,别离归于两个处理器核专有。该结构还包含同享的L2存储器和外部存储器,用户运用可装备的裁定计划将一切的外围设备和DMA资源衔接就任一处理器核上。ADSP-BF561 有两个DMA处理器,每个都由两组MDMA(存储器-DMA)通路组成。L2存储器和每个处理器核之间都经过独立的总线衔接,而外部存储器和两个处理器核之间则由一条同享总线衔接。

一切架构都运用DMA办法将数据流送入分级的存储器体系。作为别的一种挑选的高速缓存并不处理任何数据。只需清楚所规划的方针运用的数据拜访形式,则能够运用DMA引擎对数据进行有用的办理。而运用高速缓存需求忍耐不确定的拜访时刻,高速缓存失配的价值,以及需求较高的外部存储器带宽。运用DMA引擎,能够在处理器核需求数据之前就将数据送入L1存储器,体系在后台履行传输操作,而不会由于没有操作数据使处理器核暂停作业。

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/xinpin/yuanjian/254230.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部