基于多核DSP的多路信号并行参数测量软件设计

在通信电子战中,为满足大宽带、高实时性条件下信号参数测量的需求,设计了一种基于多核DSP的多路信号并行参数测量方法。首先对信号参数测量原理、核心算法和软件运行环境进行了介绍,其次详细描述了软件设计方案以及在多核DSP上内核控制模型、内核通信机制、存储分配和程序设计及优化四项关键技术上的实现方法,最后结合硬件平台对软件进行了测试,并对多核参与并行测量的加速比进行了对比分析。实验结果表明,所提出的软件设计可行、高效,为下一步宽带扩展及应用场景升级奠定了基础。

基于FPGA和多核DSP的雷达信号处理架构设计

本文首先列出了信号处理系统开发设计流程,然后根据设计参数分析算法和硬件平台的选择。文中重点分析了多核DSP中算法数据流传输与划分,核间通信与同步。最后给出了多核DSP的存储空间和传输时间以及计算时间的分析。

基于多核DSP上下文环境备份与恢复方案的设计与实现

在软件定义计算体系架构中,DSP作为一种常用的硬件资源,势必向虚拟化发展,以便最大化发挥其效能。提出了一种多核DSP上下文环境的备份与恢复的方案,以核0为控制核心,通过合理地内存分配以及读写操作,完成对其余核心在计算过程中的各状态,如寄存器状态、堆栈状态、数据状态以及程序状态的保存与写回,实现了其从计算任务M切换到计算任务N,待N完成后再切换回M继续执行的功能;使用TI公司66AK2H14对方案作测试,验证了其可行性。该方案对多核DSP硬件资源的灵活应用提供了实际的方法和经验。

基于多核DSP和FPGA的车载全景拼接系统的硬件设计与实现

本系统针对大型车辆视觉盲区为了保障车辆行驶的安全性设计出一种基于多核DSP和FPGA的车载全景拼接系统。利用FPGA的并行处理和多核DSP的并行高速浮点运算能力,实现多通道图像数据并行算法处理[1],确保了系统实时性要求。实验结果表明该系统解决了多路(4/6/8/10/12)高清HD-SDI视频数据流[2]的360°全景视频图像拼接[3]质量以及实时性要求,可以满足实际工程应用的需求[4]。

基于多核DSP的核间通信方法研究

嵌入式应用中采用多处理系统所面临的主要难题是多处理器内核之间的通信。对TI-C6678处理器的核间同步和多核间通信机制进行研究,主要介绍了核间通信的几种常用方法:共享内存通信方式、核间中断通信方式、IPC Notify通信方式以及Message通信方式,设计并实现了多核之间的通信,从系统的角度出发,设计与仿真了多核通信的实现,并分析对比了性能。对设计多核DSP处理器的核间通信有一定的指导价值。

基于多核DSP激光成像雷达数据处理系统

采用多核DSP设计了一个用于地面目标检测的激光雷达实时图像处理系统。在详细分析算法各模块资源消耗量的基础上,完成了硬件电路设计,实现了以主辅拓扑结构为框架的软件并行处理系统开发。在系统实现时,先将图像进行分区,并合理地将分区后的图像分配到四个DSP核中进行处理。最后,将并行系统进一步扩展到双核和六核,并与单核系统进行性能比较。对算法运算时间的测试结果表明,系统处理一帧图像仅需50 ms达到了实时性要求。结果表明,对于固定负载的处理系统,单纯地通过增加并行的核数来提高加速比的幅度是有限的。当增加并行的核数已不能明显地提高计算效率时,在系统设计中应着重减少每个核串行运算的负载量。

一种面向多核DSP的小容量紧耦合快速共享数据池

该文结合片上便笺式存储器(SPM)的结构特点,提出了一种面向异构多核DSP的新型小容量紧耦合共享存储结构——快速共享数据池(FSDP).FSDP在存储层次上与一级Cache平行,可以被访存指令直接访问,采用多体并行的结构、交叉访问模式和基于硬件信号灯的自动同步机制,支持多个DSP核的并行访问与快速的核间数据交换,两核之间交换单个数据只需4拍.该文构建了FSDP的模拟模型,并进行了RTL级设计实现和分析.多种典型测试程序的验证表明,FSDP对于DSP核间细粒度共享数据的传输具有很高的效率,相比同类的VS-SPM结构能够将程序性能提高37%,与传统的共享数据Cache结合使用能够将异构多核DSP的性能提高13%.

大点数FFT算法C6678多核DSP的并行实现

随着数字信号处理平台发展趋向大计算量、大带宽、高集成度的特点,单核DSP器件渐渐不能满足日益增加的复杂度及实时性要求,多片处理器并行处理的模式将逐渐被广泛应用。基于TI推出的高性能8核处理器TMS320C6678,以大点数FFT算法分解及并行实现为例,介绍了多核DSP的KeyStone架构特点,多核处理器的任务管理和分配方式,快速内存访问EDMA的实现以及核间通信(IPC)机制。最后对算法结果及算法的实时性能进行分析,该算例说明TMS320C6678多核DSP具有卓越的运算性能。

光纤实时传输的多核DSP图像处理系统(英文)

为解决光电经纬仪上高速率、高分辨率实时图像传输及处理瓶颈问题。本文提出了基于光纤传输的实时图像处理平台体系架构思想,设计了以FPGA+多核DSP结构的图像处理单元,实现高速实时图像经光纤传输至处理单元。在此基础上,开发了自定义的光纤图像传输协议。利用该协议,使得图像处理系统与各个分系统之间的光纤互联,以及高速实时图像光纤传输至显示子系统,处理子系统和记录子系统。本文阐述了系统总体结构思想,系统硬件原理设计和软件设计,并对其中的图像光纤传输协议设计,多核DSP处理单元设计等进行详细介绍。搭建了实验测试平台,通过实验平台对系统进行测试和分析。实验结果表明,实时图像在光纤上进行3.125Gb/s、在FPGA与多核DSP之间进行3.125Gb/s速率上传输,系统稳定、可靠、误码率低,且具有处理能力强、抗电磁干扰性能强等优点,并已应用到实际工程项目中。

基于嵌入式多核DSP系统的并行粒子滤波目标跟踪(英文)

目标跟踪中的伺服系统需要极低的跟踪延时,由于粒子滤波跟踪算法固有的庞大计算量使得目标跟踪的精度大受影响。提出了一种粒子滤波跟踪算法在多核DSP系统中的快速实现方法。首先,利用DSP片上的包加速器来降低以太网相机的采集延时以及CPU占用率,CPU占用率从31%降低到10%;其次,通过手动操作高速缓存的刷新和实效,解决了多核同时共享图像数据带来的存储器一致性问题,多个核能通过高速缓存快速获取图像数据;最后,通过在多核核心上设置代理任务的方法,建立了一种多核并行计算的机制。粒子滤波算法中计算复杂度高的运算阶段被分配到多个核心上同时运算,实现了算法的低延时。实验结果显示8核加速比达到7倍以上,优于开放多处理标准OpenMP的并行优化效果。

多核DSP供电设计及其环境适应性分析

为了解决多核DSP在特殊应用环境下的供电问题,以TI公司的新型多核DSP TMS320C6678为研究对象,首先提出一种有效的核心供电解决方案,随后使用TI仿真监测软件Fusion Design对此方案的环境适应性进行分析,进而提出一种创新的更适合多核DSP在功耗陡增时的供电解决方案。通过仿真分析和实测结果证明,所设计的多核DSP电源供电电路能够满足使用要求,具有很高的实用价值。

基于CostarⅡ的异构多核DSP设计与实现

基于CostarⅡ DSP内核设计并实现了一种高性能的嵌入式异构多核DSP.该设计集成了四个DSP内核和一个RISC处理器内核;每个内核均拥有自己的私有存储器;所有内核共享具有多体并行存储结构的数据存储器;四个DSP内核使用可配置的共享程序存储器;各内核之间拥有邮箱、信号量及中断等多种同步与通信机制.为了验证该设计,在该系统上测试了JPEG解码算法,并通过了FPGA验证.测试结果表明,该设计具有编程模式简洁,易于提高任务执行的并行度的优点.

基于多核DSP的超声成像处理算法的并行实现

基于TI公司的多核DSP-TMS320C6678对黑白超声成像的中端(Mid-End)处理算法进行并行设计与实现。介绍了多核DSP编程实现算法所用到的关键技术:程序并行设计与第三代增强型直接内存存取(EDMA3),并重点分析了核间通信技术。根据算法的特点选用数据流模式对其进行了任务规划并分配到3个DSP核上执行,核间通信采用消息队列方案。实验结果证明了采用消息队列方案进行核间通信、实现多核并行的有效性。

一种基于多核DSP的Turbo译码实现方法

随着无线通信系统传输速率的不断提高,采用单核DSP进行数字基带处理的系统已经不能满足日益增加的复杂度及实时性要求.基于LTE-A系统的Turbo译码原理,设计了一种Turbo译码在TMS320C6670多核DSP中的实现方法,并对处理结果进行验证,比较分析了同平台下的多核协处理器与单核处理器的运行效率.测试结果表明,所提出的TCP3d译码实现方法的处理性能远高于传统的单核DSP.此方法具有较高的工程应用价值,并对其他多核DSP的此类应用开发具有一定的参考意义.

面向SDR应用的多核DSP低功耗设计

多核DSP已成为软件无线电技术(SDR)的重要组成部分,主要负责通信系统中的基带数字信号处理。通信系统对于功耗有严格要求,使得面向软件无线电应用的多核DSP低功耗研究变得越来越重要。根据基带数字信号的处理特点,设计了基于数据和任务驱动门控时钟的特殊指令及相关硬件功能部件。多核DSP通过执行特殊指令调用时钟控制单元,适时开启和关闭DSP核,从而降低多核DSP的功耗。针对目标多核DSP的实验表明,采用该设计方法能有效地降低多核DSP的平均功耗。

基于TMS320C6678的多核DSP上电加载技术

对于多核DSP应用技术来说,BootLoad技术是一个关键点,也是应用难点之一。针对8核高性能DSP——TMS320C6678的根配置问题进行了研究,包括上电加载过程,单核和多核的emif NOR-FLASH存储器的映像文件的产生,二级加载器的编写和FLASH编程器的构成等。其中,关键是在多核映像文件中,将辅助核的入口地址作为特殊数据来处理,使其他核触发更容易,这也是其他文献未涉及的。该项技术已经用在某图像处理系统中。

多级并行的多核DSP软件设计

随着信号处理性能需求不断提高,多核DSP软件开发是一个重要发展趋势。指令并行、多核并行处理、计算和传输并行等都是提高处理性能的方法。多核DSP处理器多级存储器中,越靠近内核存储器容量越少。在大数据量处理中需要相应的大存储器容量,无法直接将任务分配到各个处理器内核。针对这一问题,探讨了基于8核处理器的并行任务分配,并根据多核DSP的架构,采用两级乒乓的方式来实现大点数FFT的设计。该设计采用DMA方式实现了处理和传输并行,提高了处理性能。

相干测风激光雷达中多核DSP并行风速反演算法的实现

针对高重复频率相干测风激光雷达中风速反演时数据量大、计算量大、实时性要求高等问题提出了基于多核数字信号处理器(DSP)的并行风速反演算法。该算法的核心思想是,利用高速数据处理板卡DSPC-8681上的4颗8核DSP处理器采用单指令多数据流的方式进行并行计算和同步,使用最大似然离散谱峰值计算出视向风速。在激光脉冲重复频率为10 k Hz的条件下实现了相干测风激光雷达中实时的风速反演。通过实验验证,激光雷达的视向探测距离达到3 600 m,距离分辨率为60 m,风速测量范围为±30 m/s,时间分辨率为1s,转动圆盘校准的速度测量精度优于0.48 m/s。

一种基于异构多核DSP的IEEE 802.11a接收端基带处理的研究和实现

现有基于异构多核DSP的IEEE 802.11a接收端实现方法中DSP核空闲等待时间较长,不能充分体现多核DSP的高性能计算能力。结合多核DSP的特点,通过核内细粒度流水和核间粗粒度流水的方法,来提高多核DSP的执行效率,并在目标异构多核DSP上实现完整的IEEE 802.11a接收端基带处理。实验结果表明,该方法不仅能满足系统吞吐量和实时性,与类似工作相比还能保证较高的DSP核平均利用率。

计算高度密集型应用在异构多核DSP上的运行方法研究

研究实现了计算高度密集型应用在异构多核DSP上运行的方法.即利用存储在RISC核外设总线上的FLASH中的应用程序,通过异构多核DSP目标板加电,自动加载到RISC核RAM执行,该应用程序将计算高度密集型应用的DSP程序加载到DSPs核上,并利用RISC核向DSPs核点火执行.主要介绍了异构多核DSP中的RISC核和DSP核的复位、启动方法,DSP核的多种冗余降级工作模式,详细分析了RISC核控制DSP核的原理及操作方法.提出的运行方法完整有效,为相关的研究人员打下了良好的基础.