基于BlackFin雙核平臺的uCLinux擴(kuò)展相關(guān)問題研究.pdf

1、近年來,多核技術(shù)引領(lǐng)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展潮流,成為了當(dāng)下最為熱門的計(jì)算技術(shù)。多核處理器的技術(shù)思想是:將兩個(gè)或者多個(gè)獨(dú)立的處理器核心封裝到一個(gè)芯片內(nèi)部,由多個(gè)處理器核心并行地完成計(jì)算(Chip Multi-Processing,縮寫為CMP)。這樣做的原因是:在獲得較高處理器性能的同時(shí),可以將處理器主頻保持在較低的水平。
　　 Analog Devices公司的ADSP-BlackFin561 DSP是一款性能出色的嵌入式處理器產(chǎn)品,該

2、DSP中含有2個(gè)處理器核心。而uCLinux是一個(gè)很受歡迎的面向單核處理器的嵌入式操作系統(tǒng)。本文所作的研究是如何對uCLinux進(jìn)行修改和擴(kuò)展,使其能夠運(yùn)行在BF561雙核平臺上。使BF561的雙核優(yōu)勢得以發(fā)揮,從而提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。在此過程中,本文主要做了這幾個(gè)方面的研究:雙核的啟動和初始化,同步與互斥,內(nèi)存管理。
　　 為了使uCLinux能夠在BF561的兩個(gè)核心上啟動和初始化,本文所做的設(shè)計(jì)是:在A核正常啟動并初始化完

3、畢后,創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)核級線程,通過該線程來進(jìn)行B核的啟動和初始化。該線程的具體操作是先將B核要運(yùn)行的初始化代碼拷貝到指定的存儲位置,然后安裝中斷服務(wù)函數(shù),最后啟動B核。
　　 本文通過借鑒SMP系統(tǒng)中同步互斥的實(shí)現(xiàn)原理,將細(xì)粒度自旋鎖作為BF561平臺的短期互斥策略,也作為中斷處理程序互斥的手段,將信號量機(jī)制作為其長期互斥策略。
　　 此外,為了在B核上也啟用高速緩存,本文對uCLinux進(jìn)行修改,增加了兩個(gè)CPLB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4、;實(shí)現(xiàn)了CPIB的加載和切換。CPLB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要用來解決CPLB的表示和存儲問題,而CPLB的加載和切換主要指MMR中的CPLB表的寫操作和相關(guān)切換策略的實(shí)現(xiàn)。并且對cache一致性問題做了說明。
　　 最后,本文對擴(kuò)展后的uCLinux系統(tǒng)在BF561上的性能進(jìn)行了相關(guān)測試。采用計(jì)算圓周率的BBP算法作為測試算法。并且為了適應(yīng)多核環(huán)境,將BBP算法進(jìn)行了并行化修改。最終的測試數(shù)據(jù)表明擴(kuò)展后的uCLinux系統(tǒng)確實(shí)可以在一定程