如何基于多核处理器设计研究弹载嵌入式系统 ？

为了全面挖掘多核处理器的潜力、充分利用多核处理器的优势，软件设计人员必须掌握相应的并行软件设计技术，将弹载信息处理系统任务映射到各DSP内核。任务并行是指软件中的独立任务同时执行。对于一个单核处理器，各单独任务必须共享同一个处理器;而在一个多核处理器上，各任务实质上是相互独立运行，从而导致更高效的任务执行。

为了将弹载信息处理系统映射到多核处理器，需要识别任务的并行度并相应选择最适宜的处理模式。弹载多核DSP系统的并行处理模式可采用数据流模式。数据流模式表现为分布式控制和执行，处理任务依次通过如同流水线一样的各处理阶段。每个内核使用各种算法处理一组数据，然后这些数据被传送到另一个内核做进一步处理。初始内核通常与一个输入接口相连接，通过该接口可接收来自A/D转换器或FPGA的待处理的初始数据。调度的触发依赖于数据的可用性。由于弹载信息处理系统包含大量复杂的运算成分和信号与信息处理算法，它们互相关联且不可能在一个内核上处理完成。采用该模型需要将复杂的处理任务划分到各内核并确保系统具有高数据流动速率。系统的组成通常需要被拆分并映射到多个内核中，并确保处理数据有规则地流水传送。高速数据传输速率要求各内核之间具备适宜的存储带宽，各内核之间数据流动是规则的，并确保数据传送开销低。该处理模型要求每个处理器内核映射一个或多个任务，而各内核之间通过消息传递实现运行同步;各内核之间的数据传送通过共享存储器或DMA方式进行。

对于多核信息处理系统，完成并行任务的辩识后，任务的映射和调度也需要精心策划。多核并行处理系统软件设计可以遵循四步处理法原则，即发现并行执行的机会，其核心是定义大量的小型任务，以便得到待解决问题的高效分解;定义任务之间的信息流动和数据传输;确定在多核架构上高效运行的任务组;以及将各任务映射分配到各内核中，确定每个任务将由哪个内核执行。为了提高多核系统软件开发效能，开展基于嵌入式实时操作系统的软件开发，在操作系统和多核软件开发工具支持下，自动识别任务的并行性并将各处理任务映射到单个内核，为多个实时任务合理分配资源，有效实现系统进程管理，方便多任务程序实时调度，确保多核 DSP能够发挥最佳系统性能。

3结束语

随着DSP技术的不断发展和应用需求的不断提高，单片多核处理器结构逐渐成为DSP发展的主流，单片多核处理器具有强大的多任务实时运算处理能力，同时具备数据搬移、通讯、资源共享和存储器管理等有利于并行任务执行的丰富硬件配置，能很好地支持多任务实时并行处理。对于小尺寸、低功耗且运算处理性能要求极高的弹载信息处理系统，多核DSP使得弹载雷达信息处理能够实时实现目标探测识别以及目标信息高分辨测量等复杂系统算法，能够带来性能/功耗比的大幅提升。采用多核DSP也成为弹载雷达信息处理系统的发展趋势。对于多核DSP应用系统，软件设计是多核DSP性能能否充分发挥的系统设计关键。对于基于多核DSP的弹载信息处理系统，运用数据流处理模式将系统处理任务划分映射到各处理器内核以实现高效实时并行处理。在嵌入式实时操作系统和多核软件开发工具支持下，开展基于多核DSP并行软件开发将成为弹载信息处理系统软件设计的新课题。