TI C66x多核DSP高級軟件開發(fā)技術

第1章TI多核C66x DSP介紹 1.1C6678處理器 1.1.1C6678概覽 1.1.2外圍設備 1.266AK處理器 1.366AK2H14/12/06和C6678各項功能對比 1.4C66x處理器內核 1.5電源休眠控制器 1.5.1C66x內核電源休眠管理介紹 1.5.2電源休眠管理特征 1.6鎖相環(huán)及其設置 1.6.1主PLL和PLL控制器 1.6.2DDR3 PLL 1.6.3PASS PLL 1.7C6678處理器接口通信相關外圍設備 1.7.1I2C外圍設備 1.7.2SPI 外圍設備 1.7.3HyperLink 外圍設備 1.7.4UART 外圍設備 1.7.5PCIE 外圍設備 1.7.6TSIP 外圍設備 1.7.7包加速器 1.7.8EMIF16外圍設備 1.7.9安全加速器 1.7.10Gigabit Ethernet開關子系統(tǒng) 1.7.11管理數據輸入輸出 1.7.12串行RapidIO端口 1.7.13通用目的輸入輸出 1.8定時器 1.9信號量 1.10多核導航器 1.11設計建議 1.11.1初始化 1.11.2接口驅動程序 1.11.3時間戳的獲取 1.11.4EVM板的使用第2章C66x存儲器組織 2.1C66x存儲控制器 2.1.1L1P存儲控制器 2.1.2L1D存儲控制器 2.1.3L2存儲控制器 2.1.4外部存儲控制器 2.1.5擴展存儲控制器 2.2多核共享存儲控制器 2.2.1概覽 2.2.2C66x內核從接口 2.2.3系統(tǒng)從接口 2.2.4系統(tǒng)主接口 2.2.5外部存儲器主接口 2.2.6MSMC存儲器 2.3擴展存儲控制器XMC 2.3.1存儲器映射寄存器概要 2.3.2XMC 存儲器保護和地址擴展 2.3.3存儲器保護和地址擴展過程 2.3.4地址擴展 2.3.5XMC存儲器保護結構支持 2.3.6預取緩沖 2.4存儲器保護架構 2.4.1存儲器保護的目的 2.4.2特權級別 2.4.3存儲器保護架構 2.5帶寬管理 2.5.1介紹 2.5.2帶寬管理架構 2.5.3帶寬管理寄存器 2.6設計建議 2.6.1合理規(guī)劃使用存儲器 2.6.2存儲器設置成不被Cache緩存和預取第3章Cache緩存和數據一致性 3.1為什么使用Cache 3.2C64x和C66x DSP之間的Cache區(qū)別 3.3Cache 存儲器結構概覽 3.4Cache基礎知識 3.4.1直接映射Cache——L1P Cache 3.4.2Cache缺失的類型 3.4.3組相聯 Cache 3.4.4二級Cache 3.5L1P Cache 3.5.1L1P存儲器和Cache 3.5.2L1P Cache結構 3.5.3L1P凍結模式 3.5.4程序啟動的一致性操作 3.6L1D Cache 3.6.1L1D存儲器和Cache 3.6.2L1D Cache結構 3.6.3L1D 凍結模式 3.6.4程序發(fā)起的Cache一致性操作 3.7L2 Cache 3.7.1L2存儲器和Cache 3.7.2L2 Cache結構 3.7.3L2 凍結模式 3.7.4程序發(fā)起的Cache一致性操作 3.7.5Cache能力控制 3.8使用Cache 3.8.1配置L1 Cache 3.8.2配置L2 Cache 3.9數據一致性 3.9.1Snoop 一致性協議 3.9.2在外部存儲器和Cache之間維持一致性 3.9.3對L2 Cache一致性操作使用指導 3.9.4對L1 Cache一致性操作使用指導 3.10片上Debug支持 3.11在運行中改變Cache配置 3.11.1禁用外部存儲器Cache功能 3.11.2在運行中改變 Cache尺寸 3.12優(yōu)化Cache性能 3.12.1Cache 性能特征 3.12.2阻塞情況 3.12.3優(yōu)化技術概覽 3.12.4應用級優(yōu)化 3.12.5過程級優(yōu)化 3.12.6C66x DSP Cache一致性操作小結 3.13設計建議 3.13.1消除虛假地址 3.13.2數據一致性問題第4章DMA傳輸 4.1IDMA 4.1.1IDMA 結構 4.1.2IDMA通道 0 4.1.3IDMA 通道1 4.2EDMA3 控制器 4.2.1EDMA3 控制器介紹 4.2.2EDMA3 器件特定的信息 4.2.3EDMA3 通道控制器配置 4.2.4EDMA3 傳輸控制器配置 4.2.5EDMA3 通道同步事件 4.2.6EDMA3 通道控制器 4.2.7EDMA3 傳輸控制器 4.3EDMA3傳輸類型 4.3.1A同步傳輸 4.3.2AB同步傳輸 4.4參數RAM 4.4.1PaRAM參數集 4.4.2Dummy 與Null傳輸比較 4.4.3參數集更新 4.4.4連接傳輸 4.4.5常數地址模式傳輸/對齊問題 4.4.6單元大小 4.5發(fā)起一個 DMA傳輸 4.5.1DMA 通道 4.5.2QDMA 通道 4.5.3完成一個DMA傳輸 4.6提升DMA性能的幾點建議 4.6.1盡量用較大的ACNT 4.6.2線性傳輸 4.6.3地址對齊 4.6.4恰當使用多個CC和TC傳輸第5章中斷和異常 5.1C6678處理器中斷簡介 5.2芯片中斷控制器 5.3C66x 內核中斷控制器概述 5.3.1特征 5.3.2功能塊圖 5.4中斷控制器結構 5.4.1事件寄存器 5.4.2事件合并器 5.4.3中斷選擇器 5.4.4異常合并器 5.5C66x 內核事件 5.6中斷控制器與DSP交互 5.6.1DSP 中斷控制器接口 5.6.2DSP 服務中斷事件 5.7中斷設計建議 5.7.1不要過多使用中斷或中斷嵌套 5.7.2中斷服務程序中代碼不宜過長 5.7.3中斷服務程序改變的全局變量要加上volatile標志第6章如何使用CCS 6.1常用界面 6.1.1Project Explorer 6.1.2程序窗口 6.1.3目標配置窗口 6.1.4Debug 窗口 6.1.5Memory 窗口 6.1.6Expressions窗口 6.1.7Breakpoints窗口 6.1.8Problems窗口 6.1.9Console窗口 6.2新建工程 6.3新建一個目標配置文件 6.3.1新建ccxml文件 6.3.2設置仿真器 6.3.3添加器件 6.4常用操作 6.4.1Launch 6.4.2Group 6.4.3Connect 6.4.4加載程序 6.4.5設置斷點調試程序 6.4.6復位 6.5常見問題 6.5.1頭文件找不到 6.5.2EVM板未初始化，調試找不到DDR3 6.5.3選中不了仿真器 6.5.4加斷點調試錯誤 6.5.5域選擇不正確 6.5.6仿真器連接中斷電 6.6設置字體和代碼風格 6.6.1修改字體 6.6.2代碼風格設置 6.7MCSDK 6.7.1MCSDK架構 6.7.2MCSDK 特點 6.8TI函數庫調用 6.8.1格式選擇 6.8.2庫的調用 6.8.3庫的使用 6.9理解CMD文件 6.9.1CMD文件簡介 6.9.2MEMORY命令 6.9.3SECTIONS命令第7章SYS/BIOS實時操作系統(tǒng) 7.1什么是SYS/BIOS 7.1.1SYS/BIOS的優(yōu)勢 7.1.2SYS/BIOS和XDC TOOL的關系 7.2SYS/BIOS包 7.3SYS/BIOS中使用C 7.3.1存儲器管理 7.3.2Name Mangling 7.3.3從配置調用對象方法 7.3.4類構造器和析構器 7.4SYS/BIOS配置和編譯 7.4.1在工程中添加SYS/BIOS支持 7.4.2創(chuàng)建一個獨立的配置工程 7.4.3配置SYS/BIOS 應用 7.4.4用XGCONF打開一個配置文件 7.4.5用XGCONF執(zhí)行任務 7.4.6保存配置 7.4.7關于XCONFG視圖 7.4.8使用可用產品視圖 7.4.9使用概要視圖 7.4.10使用屬性視圖 7.4.11使用問題視圖 7.4.12找到并修正錯誤 7.5編譯一個SYS/BIOS應用 7.5.1了解編譯流程 7.5.2編譯和連接優(yōu)化 7.6線程模塊 7.6.1SYS/BIOS 啟動順序 7.6.2線程模塊的概覽 7.6.3線程類型 7.6.4線程優(yōu)先級 7.6.5讓步和搶占 7.6.6鉤子 7.7硬件中斷 7.7.1創(chuàng)建中斷 7.7.2硬件中斷嵌套和系統(tǒng)堆棧大小 7.7.3硬件鉤子 7.8軟件中斷 7.8.1創(chuàng)建軟件中斷對象 7.8.2設置軟件中斷優(yōu)先級 7.8.3軟件中斷優(yōu)先級和系統(tǒng)堆棧大小 7.8.4軟件中斷執(zhí)行 7.8.5優(yōu)點和折中 7.8.6軟件中斷函數同步 7.8.7軟件鉤子 7.9任務 7.9.1創(chuàng)建任務 7.9.2任務執(zhí)行狀態(tài)和調度 7.9.3任務堆棧 7.9.4測試堆棧溢出 7.9.5任務鉤子 7.9.6空閑循環(huán) 7.10SYS/BIOS同步模塊 7.10.1信號量 7.10.2事件模塊 7.10.3門模塊 7.10.4郵箱 7.10.5隊列 7.11定時服務 7.12Memory 7.12.1新建一個Platform 7.12.2棧 7.12.3Cache配置 7.12.4Cache Runtime API 7.12.5動態(tài)存儲器分配 7.12.6Heap的實施 7.13硬件抽象層 7.14典型設計實例和建議 7.14.1典型設計 7.14.2設計建議第8章多核并行設計 8.1并行粒度和并行級別 8.2并行方式 8.3任務類型 8.3.1相同任務的多個副本 8.3.2多個獨立任務 8.3.3單個任務拆分成多個子任務 8.3.4多個松散耦合任務 8.3.5耦合度高的任務 8.4依賴關系 8.4.1數據依賴 8.4.2存儲器依賴 8.5死鎖和活鎖 8.5.1死鎖 8.5.2活鎖 8.6同步 8.6.1SYS/BIOS同步模塊 8.6.2采用控制信號實現多核對等同步 8.7forkjoin 8.8OpenMP并行設計 8.9任務級優(yōu)化設計 8.9.1一種典型的任務處理流程 8.9.2優(yōu)化設計實例第9章軟件優(yōu)化設計 9.1for循環(huán)優(yōu)化 9.1.1移出能在循環(huán)外完成的計算 9.1.2循環(huán)體內的大運算換成小運算 9.1.3多重循環(huán) 9.1.4for循環(huán)中有判斷 9.2多核for循環(huán)并行任務優(yōu)化 9.2.1資源占用小的for循環(huán) 9.2.2資源占用大的for循環(huán) 9.3if聲明優(yōu)化 9.3.1if轉換 9.3.2消除if聲明 9.3.3相同代碼合并減少if聲明 9.3.4減少嵌套的if 9.3.5優(yōu)化條件表達式 9.3.6優(yōu)化稀疏矩陣 9.4軟件流水 9.5正確使用編譯指示和關鍵字 9.5.1restrict關鍵字 9.5.2nassert關鍵字 9.5.3interrupt中斷關鍵字 9.5.4near和far關鍵字 9.5.5const關鍵字 9.5.6UNROLL編譯指示 9.5.7MUST_ITERATE編譯指示 9.5.8CODE_SECTION 編譯指示 9.5.9DATA_SECTION編譯指示 9.5.10SET_CODE_SECTION和SET_DATA_SECTION編譯指示 9.5.11DATA_ALIGN 編譯指示 9.5.12STRUCT_ALIGN 9.6采用內建函數 9.6.1數據移動和打包函數 9.6.2使用除法指令 9.6.3使用C66x定點指令實現復數矩陣操作和向量操作 9.6.4浮點和矢量運算 9.7選定正確的優(yōu)化級別 9.8軟件優(yōu)化小結第10章距離多普勒成像設計實例 10.1背景介紹 10.2距離多普勒成像算法 10.3數據組織形式 10.4算法的并行化設計 10.5forkjoin的設計 10.6脈沖壓縮的設計 10.6.1IFFT轉為FFT 10.6.2無緩存的大點數FFT、IFFT設計 10.6.3有數據緩沖多核大點數FFT、IFFT設計 10.6.4資源使用情況 10.6.5復數相乘 10.6.6脈沖壓縮的偽碼實現 10.7其他階段任務分解 10.8實驗結果分析第11章展望 11.1異構多核SOC處理器 11.1.1異構多核DSP 11.1.2異構多核FPGA 11.2嵌入式軟件設計思考 11.2.1掌握系統(tǒng)架構 11.2.2做好軟件模塊化設計 11.2.3片上系統(tǒng)架構設計的挑戰(zhàn) 11.2.4自動化并行設計附錄A附錄B附錄C參考文獻