基于TMS320C6678多核处理器体系结构的研究.pdf

基于TMS320C6678多核处理器体系结构的研究 TMS320C6678是一款多核处理器，由Texas Instruments（TI）公司推出，具有8个C66x内核和一个网络协处理器。该处理器在最高频率1.25GHz下，单核可达40GMAC的定点计算性能和20GFLOP的浮点运算速度。 本文研究的主要目的是为了充分挖掘多核DSP性能，从计算机系统结构的角度出发，结合对TMS320C6678的认识，对多核DSP体 系结构进行研究。在C6678单核结构的基础上，分析了片内互连网络、共享存储结构及核心间通信技术，并采用相关算法验证多核DSP的性能。 多核处理器是指在一个芯片内含有多个处理核心而构成的处理器。多核处理器集成多个处理核心，极大地提升了处理器的并行性能。由于多个核集成在片内，缩短了核间的互连线，提高了通信效率，数据传输带宽也得到了提高。并且，多核结构有效共享资源，片上资源的利用率得到了提高，功耗也随着器件的减少得到降低。 在多核结构设计和应用开发中出现的新问题主要有：(1) 核间关系及内核结构的设计；(2) 片上互连；(3) 存储结构的设计。本文以TMS320C6678为标本对这些问题进行研究。 C66x内核包括：C66x CPU、L1P（一级程序存储）、L1D（一级数据存储）、L2D（二级存储）、IDMA（内部DMA）。C66x CPU是一个高性能的数字信号处理器核心，具有高频率、高带宽和低功耗的特点。 TMS320C6678的片内互连网络是通过Network-on-Chip（NoC）来实现的。NoC是一种基于packet-switching的互连网络，可以提供高带宽和低延迟的数据传输。NoC由多个路由器和交换机组成，每个路由器都可以与其他路由器和交换机进行通信。 在多核DSP体 系结构中，核心间通信是指不同核心之间的数据交换和控制信号传输。TMS320C6678的核心间通信是通过Message Passing Interface（MPI）来实现的。MPI是一种基于消息传递的并行编程模型，可以提供高效的核心间通信。 本文还研究了TMS320C6678的存储结构，包括一级缓存、第二级缓存和外部存储。一级缓存是高速缓存，用于存储频繁访问的数据。第二级缓存是大容量缓存，用于存储不太频繁访问的数据。外部存储是大容量存储器，用于存储大量数据。 本文对TMS320C6678多核处理器体系结构的研究，为多核DSP体 系结构的设计和应用开发提供了重要参考价值。