《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于多核DSP上下文环境备份与恢复方案的设计与实现*
2023年电子技术应用第8期
符超,吴翼虎,钱宏文
(中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏 无锡 214035)
摘要: 在软件定义计算体系架构中,DSP作为一种常用的硬件资源,势必向虚拟化发展,以便最大化发挥其效能。提出了一种多核DSP上下文环境的备份与恢复的方案,以核0为控制核心,通过合理地内存分配以及读写操作,完成对其余核心在计算过程中的各状态,如寄存器状态、堆栈状态、数据状态以及程序状态的保存与写回,实现了其从计算任务M切换到计算任务N,待N完成后再切换回M继续执行的功能;使用TI公司66AK2H14对方案作测试,验证了其可行性。该方案对多核DSP硬件资源的灵活应用提供了实际的方法和经验。
關(guān)鍵詞: 多核DSP 上下文环境 备份 恢复
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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