面向JAVA加速系統(tǒng)的SPARC-RTEMS驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究.pdf

1、受物理極限和功耗散熱等原因的限制,處理器工作頻率的提升遇到了瓶頸。現(xiàn)在人們逐漸轉(zhuǎn)向新的方式來進(jìn)一步提高處理器的性能,比如在單個(gè)芯片上集成多個(gè)處理器核,于是同構(gòu)和異構(gòu)的多處理器系統(tǒng)越來越多地被設(shè)計(jì)出來。采用傳統(tǒng)的解釋執(zhí)行的方式大大降低了JAVA程序的運(yùn)行效率,對(duì)JVM的依賴又要求占用系統(tǒng)中大量的內(nèi)存空間。這些原因都限制了JAVA程序在嵌入式系統(tǒng)中的性能提升,甚至阻礙了其廣泛應(yīng)用。JAVA處理器的出現(xiàn)有效地解決了這個(gè)問題。為使JAVA程序和

2、其他程序都能在一個(gè)平臺(tái)在高效地執(zhí)行,基于SPARC架構(gòu)的JAVA加速系統(tǒng)就在這種背景下產(chǎn)生了。它是一個(gè)異構(gòu)多核體系的嵌入式系統(tǒng),其內(nèi)部包含了一個(gè)(或多個(gè))SPARC通用核以及一個(gè)(或多個(gè))JAVA處理器。
　　基于RTOS進(jìn)行嵌入式應(yīng)用程序的開發(fā),有助于代碼的可重用性,可大大提高系統(tǒng)開發(fā)效率。同時(shí),RTOS封裝了復(fù)雜的嵌入式硬件信息,為開發(fā)人員提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的程序開發(fā)接口。RTEMS是一個(gè)廣為流行的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng),具有內(nèi)核精簡(jiǎn)、執(zhí)

3、行效率高、穩(wěn)定性高等優(yōu)良特性。它支持多種結(jié)構(gòu)的處理器,尤其對(duì)異構(gòu)多核系統(tǒng)也提供了相應(yīng)的支持。基于RTEMS,整合現(xiàn)有的SPARC通用核及JAVA核的開發(fā)工具集,我們提出了一個(gè)面向JAVA加速系統(tǒng)的綜合驅(qū)動(dòng)方案。采用本方案,可方便有效地進(jìn)行面向JAVA加速系統(tǒng)的程序開發(fā)。
　　本文介紹了RTEMS的體系結(jié)構(gòu)及其多任務(wù)管理機(jī)制,深入研究了RTEMS對(duì)異構(gòu)多核系統(tǒng)的支持機(jī)制及其多處理器通信接口的設(shè)計(jì)。在分別對(duì)SPARC通用核和JAVA核

4、程序開發(fā)模式深入研究的基礎(chǔ)上,整合現(xiàn)有的工具集,提出了基于RTEMS實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)的面向JAVA加速系統(tǒng)的整體驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)。隨后,本文簡(jiǎn)單介紹了XilinxFPGA仿真實(shí)現(xiàn)技術(shù),并借助該技術(shù)搭建了JAVA加速系統(tǒng)的目標(biāo)測(cè)試平臺(tái),分別對(duì)SPARC通用核開發(fā)方案和JAVA核開發(fā)方案進(jìn)行了可用性和可擴(kuò)展性的測(cè)試。最后,本文基于現(xiàn)有測(cè)試平臺(tái)對(duì)JAVA加速系統(tǒng)的SPARC通用核進(jìn)行了Dhrystone性能基準(zhǔn)測(cè)試,證明了本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足了課題初定