基于多核框架的實(shí)時(shí)信號(hào)并行處理軟件研制.pdf

1、對(duì)于愈發(fā)快速的、愈高吞吐量的實(shí)時(shí)信號(hào)處理而言，并行處理勢(shì)在必行，多核處理器的發(fā)展以及實(shí)時(shí)系操作系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，使得多核框架多線程并行運(yùn)算下的實(shí)時(shí)信號(hào)處理具有很高的性能。本文主要從功能線程性能優(yōu)化、內(nèi)存優(yōu)化分配以及線程優(yōu)化調(diào)度三個(gè)方面對(duì)并行程序進(jìn)行了優(yōu)化，以提升實(shí)時(shí)信號(hào)處理性能。
　　本文首先簡(jiǎn)要介紹了實(shí)時(shí)信號(hào)處理的任務(wù)需求與具體處理流程，詳細(xì)介紹并分析信號(hào)處理的主要功能模塊，提取出其中擁有較大運(yùn)算量的矩陣運(yùn)算、傅里葉變換等典型數(shù)據(jù)

2、處理環(huán)節(jié)，對(duì)這些處理環(huán)節(jié)進(jìn)行了理論性能分析、提出優(yōu)化方案。
　　接著優(yōu)化實(shí)時(shí)信號(hào)處理各功能模塊并對(duì)其實(shí)現(xiàn)了線程化:對(duì)各數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)進(jìn)行方案性能優(yōu)化與MKL函數(shù)庫的優(yōu)化;對(duì)兩方案進(jìn)行性能測(cè)試評(píng)估并選擇性能較好的方案優(yōu)化各功能模塊;根據(jù)各模塊耗時(shí)、吞吐量與相互關(guān)系重新分配、組合各模塊，并將模塊線程化。
　　然后給出了線程間內(nèi)存使用的優(yōu)化:重點(diǎn)分析了線程加鎖的各種實(shí)現(xiàn)方案，根據(jù)多線程共享內(nèi)存的特點(diǎn)，選擇性能更優(yōu)的鎖，從而解決了線程

3、安全問題;對(duì)共享內(nèi)存使用預(yù)分配來提高線程的運(yùn)算性能;通過循環(huán)隊(duì)列優(yōu)化共享內(nèi)存的預(yù)分配進(jìn)一步優(yōu)化內(nèi)存管理，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的多線程并行運(yùn)行。
　　最后給出了線程間線程調(diào)度的改進(jìn):基于NUMA架構(gòu)，使用線程綁核進(jìn)一步提升實(shí)時(shí)信號(hào)處理性能;根據(jù)任務(wù)對(duì)系統(tǒng)負(fù)載的需求，使用基于調(diào)度域的靜態(tài)調(diào)度與基于固定閾值法的動(dòng)態(tài)線程遷移對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)載平衡;對(duì)整個(gè)多線程程序進(jìn)行優(yōu)化前后在耗時(shí)與吞吐量方面的性能優(yōu)化測(cè)試與對(duì)比評(píng)估。
　　通過對(duì)優(yōu)化前后的程序?qū)?/p>