基于媒體芯片的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、芯片設(shè)計(jì)技術(shù)及半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展使得系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上成為可能，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)入片上系統(tǒng)芯片時(shí)代。同時(shí)，多媒體應(yīng)用的發(fā)展對系統(tǒng)提出了更高的處理能力。多處理器系統(tǒng)芯片以其強(qiáng)大的處理能力、低功耗以及良好的靈活性等成為媒體處理解決方案的一個(gè)熱點(diǎn)。由于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)屏蔽了硬件細(xì)節(jié)，有助于提高應(yīng)用程序的可移植性和可重用性，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，縮短芯片的上市時(shí)間，成為系統(tǒng)芯片軟件系統(tǒng)中非常重要的一部分。 作者參與了浙江大學(xué)信息與電子工程學(xué)系S

2、oC R&D小組承擔(dān)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的媒體系統(tǒng)芯片MediaSoC3221A和高性能多處理器媒體系統(tǒng)芯片MediaSOC64x軟件系統(tǒng)方面的工作，展開了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究。本文在實(shí)驗(yàn)室原有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)lota工作的基礎(chǔ)之上，不斷增強(qiáng)其功能，發(fā)展成為新版的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。本文的主要內(nèi)容包括：基于任務(wù)管理的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，支持MPSoC編程的面向?qū)ο蟮恼{(diào)度實(shí)現(xiàn)，以及基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的MPSoC的調(diào)試功能。

3、本文在Iota原有的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行了其在Media—SoC芯片上的測試驗(yàn)證上作。針對MPEG—1解碼系統(tǒng)，本文進(jìn)行了其任務(wù)分解和任務(wù)性質(zhì)分析，并給出了基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的任務(wù)管理調(diào)度。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的任務(wù)管理調(diào)度帶來了一些系統(tǒng)開銷。但是它大大簡化了程序員的編程工作。 實(shí)驗(yàn)室止在研發(fā)多處理器媒體系統(tǒng)芯片MediaSOC64x主要面向高性能媒體應(yīng)用，如MPEG4、H．264等。原有的Iota對多處理器系統(tǒng)芯片支持不足，并且其在任務(wù)

4、個(gè)數(shù)越來越多的情況下，原有的任務(wù)管理模式帶來的系統(tǒng)開銷太大。本文根據(jù)媒體應(yīng)用的特點(diǎn)，提出了一種新的區(qū)別于任務(wù)管理的調(diào)度模式，即面向?qū)ο蟮恼{(diào)度。面向?qū)ο蟮恼{(diào)度根據(jù)粗顆粒度數(shù)據(jù)流圖，將各個(gè)對象靜態(tài)地分配到各個(gè)處理器上，對象之間的連接關(guān)系在系統(tǒng)初始化時(shí)注冊到系統(tǒng)中。各個(gè)處理器上的指示器根據(jù)對象之間的連接關(guān)系管理各個(gè)對象的運(yùn)行，達(dá)到多個(gè)處理器協(xié)調(diào)工作，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)據(jù)流的處理過程。這種調(diào)度模式支持多處理器系統(tǒng)芯片編程，具有系統(tǒng)開銷小，代碼小，良

5、好的靈活性等特點(diǎn)。 異質(zhì)多處理器系統(tǒng)芯片的出現(xiàn)也給調(diào)試功能的實(shí)現(xiàn)帶來了難度。本文從開發(fā)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)成本方面進(jìn)行綜合考慮，提出了基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)MPSoC的調(diào)試功能。為了保證操作系統(tǒng)本身執(zhí)行正確，本文首先進(jìn)行了操作系統(tǒng)功能的調(diào)試。這部分工作充分利用了硬件EJTFAG模塊的支持，開發(fā)了相應(yīng)的軟件RDView。操作系統(tǒng)執(zhí)行正確后，可以利用其增加的調(diào)試管理模塊實(shí)現(xiàn)。MPSoC的調(diào)試功能。操作系統(tǒng)的調(diào)試管理模塊包括調(diào)試命令集，輸入命令和