最新桌面系统处理器综述

最新桌面系统处理器综述解放军信息工程学院曾斌，王斌随着微处理器技术的不断迅猛发展，桌面系统微处理器的性能也在不断提高，甚至可以与以前的大型机、巨型机相比。Ｉｎｔｅｌ微处理器从１９７８年的８０８６到１９９６年的２００ＭＨＺ的ＰｅｎｔｉｕｍＰｒｏ（Ｐ６）...

图形系统处理器TMS34020特性分析与应用

本文简要分析了TMS34020图形系统处理器的主要特性及技术组成、样本图形系统的典型设计。

TMS34020图形系统处理器的性能结构测试与分析

本文测试和分析了ＴＭＳ３４０２０图形系统处理器的功能特性，存贮结构及数据结构，并分析了用于ＴＭＳ３４０２０的软件接口ＴＩＧＡ－３４０．

基于高级精简指令系统处理器的无创持续气道正压通气呼吸机的评价

目的设计一种基于高级精简指令系统处理器（ARM）的无创持续气道正压（CPAP）通气呼吸机，并评价其性能。方法设计和构建CPAP呼吸机，以4例健康人为实验对象，德国德尔格RespiCare CV尤创通气呼吸机作对照，验证新设计的呼吸机性能。对比两种呼吸机压力输出的稳定性、漏气补偿能力和对呼吸做功的影响。结果成功构建CPAP呼吸机。实验设计的CPAP呼吸机压力输出在2～25cm H20（1cm H20=0．098kPa）范周内可调，输出压力稍高于设定值。当CPAP水平分别设为4、8和12ClIIH：O时，实际测定的健康人气道压力均值分别为（4．35±0．32）、（9．65±0．12）和（14．07±0．36）cmH20，高于对照呼吸机实际测定的健康人气道压力[（4．27±0．08）、（8．04±0．02）和（12．07±0．36）cmH20]（均P〈0．05）。漏气实验显示设计的呼吸机CPAP水平下降了（2．41±0．03）cm Hz0，高于对照呼吸机下降幅度（0．29±0．01）cm H20（P〈0．05）。当CPAP水平分别为4、8和12cmH20时，实验没计的呼吸机对健康人呼吸做功分别为（5．93±0．39）、（6．81±0．51）和（9．05±0．40）cmH：O／L，也高于对照呼吸机对健康人呼吸做功[（4．41±O．77）、（2．16±0．12）和（4．80±0．31）cm H20／L]（均P〈0．05）。结论基于ARM处理器的无创CPAP呼吸机压力输出高于设定值，在漏气补偿和减少呼吸做功方面略显不足，然而新设计呼吸机的性能基本达到了临床使用的要求。

多处理器实时系统可调度性分析的UPPAAL模型

随着多处理器实时系统在安全性攸关系统中的广泛应用,保证这类系统的正确性成为一项重要的工作.可调度性是实时系统正确性的一项关键性质.它表示系统必须满足的一些时间要求.传统的可调度性分析方法结论保守或者不完备,为了避免这些方法的缺陷,提出使用模型检测的方法来实现可调度性分析.提出了一个用于多处理器实时系统可调度性分析的模板,将与系统可调度性相关的部分包括实时任务、运行平台和调度管理模块都用时间自动机建模,并使用UPPAAL验证可调度的性质是否总被满足.符号化模型检测方法被用于推断可调度性,但是由于秒表触发的近似机制,符号化模型检测方法不能用于证明系统不可调度.作为补充,统计模型检测方法被用于估算系统不可调度的概率,并在系统不可调度时生成反例.此外,在系统可调度时,通过统计模型检测方法获取一些性能相关的信息.

嵌入式多处理器系统混合调度机制的研究

通用高性能计算机需求不断增加,传统多处理系统得到了快速发展,但其成本和功耗也大幅攀升,以嵌入式系统构成群集替代传统平台成为未来焦点。讨论了一种成本低廉的嵌入式多处理器系统的基本结构与实现,利用平台特性实现了一种特殊MIMD结构,在集中式工作池的基础上能够支持混合调度机制以适应不同工作环境、任务条件需要。试验结果分析表明,该系统能够支持多种调度机制的混合调度策略,更能够较大幅度提升系统的运算能力。

多处理器系统的实时调度算法研究

调度算法是实时系统的关键技术,选取何种算法调度实时任务,这将直接影响着系统的实时响应能力。多处理器系统有局部调度和全局调度两类实时调度方法,以PFair公平调度为代表的全局调度是当前研究的热点。研究了典型局部调度EDF-FF算法和典型PFair公平调度PD^2算法,比较了多处理器系统采用PD^2算法相对于采用EDF-FF算法实现任务调度的优点,分析了由于任务频繁抢占和迁移,PD^2算法引起的时间消耗,估计并比较了PD^2算法和EDF-FF算法的时间消耗,最后得出结论:在共享内存的多处理器系统中,公平调度算法是实时任务调度的比较理想的选择。

基于层次化总线的多处理器系统芯片设计与测试

在单个芯片上集成多个处理器以提高SoC的整体性能已成为下一代集成电路设计趋势。如何提高其中多个处理器之间的通讯效率则成为MPSoC的设计关键。传统SoC平台中多以单总线结构为主,随着SoC中IP数目的增加,通讯效率随之降低。基于MPSoC环境下,提出一种层次化总线结构:本地总线负责处理器与本地内存通讯;全局总线实现对全局设备的访问。两级总线通过总线桥连接。在RTL级设计了上述平台,以流水矩阵乘法为例研究其在不同工作负载下的加速比变化。实验结果表明,在四个处理器的情形下,循环次数为4次时加速比仅为2.2;随着循环次数增多,加速比可达3.2。

基于总线共享架构的片上多处理器系统性能探索

采用SystemC建立了一个基于共享总线的MPSoC仿真平台,设计了3个实验分别用于建模3种典型应用(低计算/通讯比、高计算/通讯比和非独立任务),对系统性能进行了详细的调研。实验结果显示:处理器数≤6时,总线架构MPSoC体现出很高的效率,而处理器数=16几乎达到了总线架构MPSoC适用规模的极限;计算/通讯比对性能和规模有重要影响;流水线方案能略微缓解通讯状况。建议:处理器数≤6时,推荐采用总线方案;6<处理器数≤16时,总线方案是否合适由任务计算/通讯比决定;处理器数>16时,需要采用更高级的通讯方案。

多处理器系统的在线节能调度算法

随着多处理器系统计算性能的提高,能耗管理已变得越来越重要,如何满足实时约束并有效降低能耗成为实时调度中的一个重要问题。基于多处理器计算系统,针对随机到达的任务,提出一种在线节能调度算法(OLEAS)。该算法在满足任务截止期限的前提下,尽量将任务调度到产生能耗最少的处理器,当某个任务在所有处理器上都不能满足截止期限要求时,则调整处理器之间的部分任务,使之尽量满足截止期限要求。同时,OLEAS尽量使单个处理器上的任务按平均电压/频率执行,以降低能耗,只有当新到任务不满足截止期限要求时,才逐个调高前面任务的电压/频率。模拟实验比较了OLEAS、最早完成时间优先(EFF)、最高电压节能(HVEA)、最低电压节能(LVEA)、贪心最小能耗(MEG)和最小能耗最小完成时间(ME-MC)的性能,结果表明OLEAS在满足任务截止期限和节省能耗方面具有明显的综合优势。

基于多处理器系统的超级指令任务调用实现

介绍了一种新型的超级指令任务调用方法,该任务调用方法基于单芯片多处理器架构,它由一个主处理器和三个从处理器构成;在该系统中,终端用户无需掌握应用领域中复杂的、底层的专业算法,这些算法可以由底层的算法工程师事先集成在各个从处理器中,而终端用户只需要对主处理器进行编程;当主处理器的应用程序需要调用某个算法程序的时候,只需要发送一条超级指令给相应的从处理器,该算法程序就可以由从处理器独立完成,这种任务调用方法大大简化了多处理器任务调用,提高了整个系统的并行工作能力。

多处理器片上系统任务调度研究进展评述

多处理器片上系统在单芯片上集成了多种指令集处理器,可完成复杂完整的功能,在图像处理、网络多媒体和嵌入式系统等应用领域前景广阔.任务映射与调度是多处理器片上系统设计的关键问题之一.介绍了多处理器片上系统的基本结构和面临的挑战,从调度算法分析和实现框架两个方面着重探讨了近年来多处理器片上系统任务调度的国内外研究进展情况,分析了当前亟待解决的问题与下一步主要的研究方向,可为多处理器片上系统相关研究提供参考.

实时多处理器系统的双优先级调度算法

针对同构多处理器系统提出一种基于双优先级的实时任务调度算法。对偶发任务进行接受测试,进一步提高了系统对偶发任务调度的成功率。模拟结果表明,当多核处理器系统利用率达到极限时,该算法依然能够在完成强实时周期任务的成功调度前提下,保证软实时周期任务和偶发任务具有较高的调度成功率。

HPI主机接口在多处理器系统中的应用

HPI是德州仪器公司在新一代、高性能DSP芯片上配置的与主机进行通信的主机接口。它可以实现与主机之间并行、高速的数据交换,构成多机系统。介绍了HPI在某多处理器系统中的应用,分析了构成多机系统的硬件要求以及HPI的优越性,详细介绍了HPI的特点及实现方法。

单片密码数据处理器系统级体系结构的研究

提出了一种单片密码数据处理器系统结构的设计 ,这些系统结构涉及到微处理器的体系结构、数据接口、用户身份识别接口、密码算法的专用部件、密码算法 RSA和 CHES的实现 IP模块 [1,2 ]以及伪随机数发生器 ,这些模块是单片密码数据处理器系统所必须有的 ,单片密码数据处理器的体系结构不同于其它系统 ,在结构上具有一定的保密作用 ,同时具有密码专用部件和密码专用指令用于加速密码数据处理的速度 ,因此具有许多密码特色 ,是信息安全设备设计中有效的 So C芯片实现的系统设计。

NoC架构片上多处理器系统性能探索

采用SystemC建模和仿真环境建立了一款NoC系统级仿真平台,设计了3个实验分别用于建模3种典型应用(低计算/通信比、高计算/通信比和非独立任务),以定量模拟的方法对NoC架构MPSoC性能进行了详细的调研,并将其结果与总线架构MPSoC进行了对比分析.实验结果显示:NoC系统加速比与处理器数目呈线性关系,不受规模的影响,而总线系统则明显受到处理器数目的限制;共享存储资源成为NoC系统性能提升的限制,但可以通过采用分布式存储策略得到解决,而总线系统却无法克服其共享总线通信瓶颈.因此,在系统规模较大(N>12)时推荐采用NoC体系结构.

双端口RAM在多处理器系统的应用研究

作者依据信号处理任务的特点，采用模块化设计方法，实现了一个由１４片处理器构成的多处理器系统［１］。本文着重论述用多端口ＳＲＡＭ进行该系统数据共享机制的设计。

异构多处理器系统的混合任务调度算法

针对实时异构系统的任务调度问题,提出了一种异构多处理器系统的混合实时任务调度算法。该算法采用带有非周期服务器的EDF(Earliest Deadline First)算法来调度单处理器上的任务集,可充分利用处理器的计算带宽。采用启发式搜索算法来进行任务的分配,以最大剩余计算带宽为搜索指标,可确保各处理器的负载尽量平衡。同时,对软实时任务引入QoS(Quality of Service)降级机制,可提高任务集的整体调度成功率。最后,对算法进行了仿真实验,仿真结果证明了算法的有效性。

多微处理器系统中的一种新的通信机制

本文对共享存储器的多微处理器系统与消息传递的多微处理器系统进行了比较，提出了存储信箱的通信机制，并用此通信机制构造了一个多ｉ８６０微处理器系统模型，并对此系统模型进行了性能分析．

一种面向多处理器系统的在线低功耗调度算法

针对当前多处理器系统中的散热瓶颈问题,基于处理器动态速度调节技术,提出了一种在线低功耗调度算法(PEQUI).PEQUI以动态均衡算法(EQUI)为基础,公平地分配处理器资源,依据处理器功耗与运行速度间存在非线性关系,以正比于系统任务数的方式调节处理器运行速度.与传统低功耗调度算法相比,PEQUI仅基于当前待调度任务的信息进行决策,决策参数少.以能量消耗与任务执行流时间为评价算法性能的指标,利用在线竞争分析方法证明了PEQUI算法与最优离线算法相比可达到常数竞争比(<10).模拟结果表明,PEQUI比最近到达处理器共享算法(LAPS)和恒速EQUI算法能更好地优化系统整体性能和能量消耗.在相同负载情况下,与LAPS相比,PEQUI在降低功耗的同时系统平均运行时间也降低了近7%.