多DSP互联模拟及优化技术研究

1、浙数字信号处理器D S P ，以其独特的体系结构和高效指令处理，在移动通信、实时图像处理等领域得到了广泛应用。然而，随着信息处理规模的不断增加，仅依靠单D S P 系统已经无法适应超大运算量的要求，基于多D S P 并行处理模式的实时处理系统己屡见不鲜。多D S P 系统模拟平台对于开发、调试和验证多D S P 系统功能带来了很大便利。本文针对多D S P 系统模拟平台研制中，互连模拟及性能优化技术开展研究。本文完成的主要研究工作如下：1 ) 针对多D S P 模拟存在的难点，提出基于S y s t e m C 系统级建模语言的多D S P模拟平台框架。2 ) 实现了三种多D S P 互联模拟，包括：总线互连、主机接口H P I 互连和F I F O缓冲存储互连，进而提出了可配置设计、同步降频、线程并行优化等技术，提高了系统适应性及运行性能。3 ) 实现了一套基于T IC 6 7 X 的多D S P 互联模拟器原型，进行了功能和性能测试，实验结果验证了本文方法的有效性。关键词：多D S P ，S y s t e m C ，互连模拟，可配置，并行优化A b s t r a c tD S

2、P , w i t hi t su n i q u ea r c h i t e c t u r ea n dw i d e l yu s e di nm o b i l ec o m m u n i c a t i o n se f f i c i e n ti n s t r u c t i o np r o c e s s i n g ，h a sb e e na n dr e a l t i m ei m a g ep r o c e s s i n gf e i l d s H o w e v e r w i t ht h ei n f o r m a t i o ni n c r e a s i n g ，t h es y s t e mo n l yr e l i e do no n es i n g l eD S Ph a Sb e e nu n a b l et oa d a p tt ot h el a r g ec o m p u t a t i o n a lr e q u i r e m e n t s U s i n gm u l t i D S Pp a

3、r a l l e lp r o c e s s i n gm o d eh a sb e e nc o m m o ni nr e a l - t i m ep r o c e s s i n gs y s t e m M u l t i D S Ps i m u l a t i o np l a t f o r mc a nb r i n gag r e a tc o n v e n i e n c ef o rd e v e l o p i n g ,d e b u g g i n ga n dv a l i d a t i o no fM u l t i - D S Ps y s t e m T h i sp a p e rr e s e a r c h so ni n t e r c o n n e c tt e c h n o l o g Ya n dp e r f o r m a n c eo p t i m i z a t i o no fM u l t i - D S Ps i m u l a t i o np l a t f o r m T h em a j o r

4、w o r ka n dc o n t r i b u t i o no f t h i sp a p e ra r ea sf o l l o w s ：F i r s t l y , t ot h ed i f f i c u l t i e so fM u l t i - D S Ps i m u l m i o n ，p r o p o s e das y s t e m 。l e v e lm o d e l i n gl a n g u a g eS y s t e m Cf o rM u l t i - D S Ps i m u l a t i o np l a t f o r m S e c o n d l y , a c h i e v e dt h r e ek i n d so fi n t e r c o n n e c t i o no fM u l t i D S Ps i m u l a t i o n ，i n c l u d i n g ：B u si n t e r c o n n e c t i o n ，H P Ih o s ti n t e r

5、 f a c ei n t e r c o n n e c t i o na n dF I F Ob u f f e r e dm e m o r yi n t e r c o n n e c t i o n T h e np r e s e n t sc o n f i g u r a b l ed e s i g n ，r e d u c e df r e q u e n c ys y n c h r o n i z a t i o n t h r e a dp a r a l l e lo p t i m i z a t i o nt e c h n o l o g yt oi m p r o v et h eo P e r a t l o n 狮dp e r f o r m a n c eo fs y s t e m F i n a I l y , t h r e ek i n d so fp a r a l l e la l g o r i t h m sp r o p o s e df o rf u n c t i o n a la n dp e r f o r m a n

6、 c et c S t T e S tr e s u l t ss h o wt h a tt h em u l t i - D S Ps i m u l a t o rc a nc o r r e c t l ys i m u l a t ei n s t r u c t i o ne x e c u t i o na n di n t e r c o n n e c tc o m m u n i c a t i o nw i t hh i g hp e r f o r m a n c e I tp r o v i d e sag o o dp l a t f o r mf o rm u l t i D S Ps y s t e md e v e l o p m e n ta n dr e s e a r c h K e y w o r d s ：M u l t i D S P , S y s t e m C ，I n t e r c o n n e c tS i m u l a t e ，C o n f i g u r a b l e ，P a r a l l e lO p t i

7、 m i z a t i o n浙汀大学硕士学1 1 ：) ：论文目录目录摘昙要iA b s t r a c t i i 第1 章绪论1 1 1 研究背景l 1 2 研究意义31 3 多D S P 互连技术介绍4第1 456章l2 22 3 第3 章3 13 23 33 43 5第4 章1 3 1 多D S P 系统拓扑结构4 1 3 2 多D S P 系统互连接口5本文的主要研究内容1 l 本文的组织结构l l 本章小结- 1 2相关工作介绍1 3 现有多D S P C P U 模拟平台介绍。l32 1 1V is u a l D S P + + S i m u l a t o r 132 1 ：! S i m i c s 1 32 1 3S i I l l o S 1 42 1 4C M P 。S I M 11 ；2 1 5M 5 l52 1 6S E S C 16软硬件协同模拟方法研究16 2 2 1 基于高级语言模拟。1 7 2 2 2 基于硬件描述语言模拟182 2 3 基于系统级描述语言模拟19 本章小结。2 0多D S P 互连模拟2 1 单D S P 模拟器简介2l多D S P 模拟关键问题分析2 2 基于S y s t e m C 的模拟策略。2 3 3 3 1 并行解决方法。2 3 3 3 2 互连解决方法2 4硬件互连模拟实现。2 6 3 4 1 基于总线的共享内存互连模拟2 63 4 2 基于H P I 主机接口互连模拟3l3 4 3 基于F I F O 缓冲存储互连模拟3 5 本章小结3 9多D S P 互联配置与性能优化4 0浙5 3 功能测试结果与分析5 55 4 性能优化测试结果与分析。5 7 5 5 本章小结6 0 第6 章总结与展望。6 l 6 1 工作总结6 l6 2 工作展望6 2参考文献：6 3 攻读硕士学位期间主要的研究成果6 6致谢6 7浙江大学硕士学位论文图目录图目录图1 1 网络测控多D S P 系统结

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