面向JAVA加速系統(tǒng)的SPARC-RTEMS驅(qū)動技術的研究.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?，F(xiàn)在人們逐漸轉(zhuǎn)向新的方式來進一步提高處理器的性能,比如在單個芯片上集成多個處理器核,于是同構和異構的多處理器系統(tǒng)越來越多地被設計出來。采用傳統(tǒng)的解釋執(zhí)行的方式大大降低了JAVA程序的運行效率,對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用。JAVA處理器的出現(xiàn)有效地解決了這個問題。為使JAVA程序和

2、其他程序都能在一個平臺在高效地執(zhí)行,基于SPARC架構的JAVA加速系統(tǒng)就在這種背景下產(chǎn)生了。它是一個異構多核體系的嵌入式系統(tǒng),其內(nèi)部包含了一個(或多個)SPARC通用核以及一個(或多個)JAVA處理器。
　　基于RTOS進行嵌入式應用程序的開發(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,RTOS封裝了復雜的嵌入式硬件信息,為開發(fā)人員提供了一個簡單的程序開發(fā)接口。RTEMS是一個廣為流行的實時嵌入式系統(tǒng),具有內(nèi)核精簡、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)構的處理器,尤其對異構多核系統(tǒng)也提供了相應的支持。基于RTEMS,整合現(xiàn)有的SPARC通用核及JAVA核的開發(fā)工具集,我們提出了一個面向JAVA加速系統(tǒng)的綜合驅(qū)動方案。采用本方案,可方便有效地進行面向JAVA加速系統(tǒng)的程序開發(fā)。
　　本文介紹了RTEMS的體系結(jié)構及其多任務管理機制,深入研究了RTEMS對異構多核系統(tǒng)的支持機制及其多處理器通信接口的設計。在分別對SPARC通用核和JAVA核

4、程序開發(fā)模式深入研究的基礎上,整合現(xiàn)有的工具集,提出了基于RTEMS實時嵌入式系統(tǒng)的面向JAVA加速系統(tǒng)的整體驅(qū)動方案設計。隨后,本文簡單介紹了XilinxFPGA仿真實現(xiàn)技術,并借助該技術搭建了JAVA加速系統(tǒng)的目標測試平臺,分別對SPARC通用核開發(fā)方案和JAVA核開發(fā)方案進行了可用性和可擴展性的測試。最后,本文基于現(xiàn)有測試平臺對JAVA加速系統(tǒng)的SPARC通用核進行了Dhrystone性能基準測試,證明了本系統(tǒng)的設計滿足了課題初定