《電子技術(shù)應用》
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基于多核DSP上下文環(huán)境備份與恢復方案的設(shè)計與實現(xiàn)*
2023年電子技術(shù)應用第8期
符超,吳翼虎,錢宏文
(中國電子科技集團公司第五十八研究所,江蘇 無錫 214035)
摘要: 在軟件定義計算體系架構(gòu)中,DSP作為一種常用的硬件資源,勢必向虛擬化發(fā)展,以便最大化發(fā)揮其效能。提出了一種多核DSP上下文環(huán)境的備份與恢復的方案,以核0為控制核心,通過合理地內(nèi)存分配以及讀寫操作,完成對其余核心在計算過程中的各狀態(tài),如寄存器狀態(tài)、堆棧狀態(tài)、數(shù)據(jù)狀態(tài)以及程序狀態(tài)的保存與寫回,實現(xiàn)了其從計算任務M切換到計算任務N,待N完成后再切換回M繼續(xù)執(zhí)行的功能;使用TI公司66AK2H14對方案作測試,驗證了其可行性。該方案對多核DSP硬件資源的靈活應用提供了實際的方法和經(jīng)驗。
中圖分類號:TP311.1 文獻標志碼: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)境備份與恢復方案的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 電子技術(shù)應用,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,從國內(nèi)外研究人員的研究成果來看,面向特定應用領(lǐng)域的軟件定義計算體系架構(gòu)已經(jīng)成為未來計算體系架構(gòu)演進的重要方向[1]。軟件定義計算要求將硬件資源虛擬化,各硬件之間以軟件互連,將計算能力以異構(gòu)的可重構(gòu)的節(jié)點的形式提供給上層用戶,在完成定制化功能的前提下,實現(xiàn)系統(tǒng)運行效率最大化。數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor, DSP)作為異構(gòu)計算不可或缺的一環(huán),必將扮演越來越重要的角色。

上下文環(huán)境指的是任務計算過程中,處理器內(nèi)各種寄存器,如通用寄存器、程序計數(shù)器、程序狀態(tài)字等,與任務處理有關(guān)的數(shù)據(jù)信息,處理器利用上下文環(huán)境來確定相關(guān)任務的狀態(tài)并使其繼續(xù)執(zhí)行(如果任務被中斷) [2-3]。當DSP充當?shù)讓庸?jié)點時,為了滿足可重構(gòu)的要求,上下文環(huán)境在DSP重構(gòu)時需要被妥善地備份保存,以便后續(xù)處理器利用其恢復任務的執(zhí)行。

C66x是TI公司設(shè)計的一款高性能DSP核,擁有著出色的計算能力,其產(chǎn)品被廣泛應用于合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar, SAR)圖像處理[4-5]、高速數(shù)據(jù)傳輸[6]、雷達信號處理[7]、目標探測[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態(tài)重構(gòu)方案[9-10]作為補充,詳細介紹了上下文環(huán)境備份與恢復方案的設(shè)計思路以及具體實現(xiàn)過程,并做了測試以充分驗證其可行性。


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作者信息:

符超,吳翼虎,錢宏文

(中國電子科技集團公司第五十八研究所,江蘇 無錫 214035)


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