【正文】 （實時、先入先出）三種，缺省為 SCHED_OTHER，后兩種調(diào)度策略僅對超級用戶有效。調(diào)用 pthread_create()創(chuàng)建線程后，線程創(chuàng)建者和新建線程哪個先運行是不確定的。一個 pthread 多線程程序及編譯運行情況如圖 C1 所示。 參考文獻 [1] SoCLib Platform, TIMA Lab, [2] JPEG， Joint Photographic Expert Groups， [3] C. Loeffler, A. Ligtenberg, G. Moschytz, Practical Fast 1D DCT Algorithms with 11 Multiplications, Proceeding of IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, 1989, pp. 998991. [4] 羅天煦 , 鄺繼順 , 一種基于 Loeffler 算法的快速實現(xiàn) 2D DCT/IDCT 的方法 , 計算機應(yīng)用研究 , 2021, 第一期， pp. 224226. 附錄 A—— pthread 多線程編程接口 對 SoCLib 所構(gòu)建的 MPSoC 進行多線程編程，使用的是 IEEE 的應(yīng)用程序接口 POSIX線程標準，稱為 pthread 的 多線程庫。 在設(shè)計基于 VCI 協(xié)議的 IP 模 塊時需要實現(xiàn)一個有限狀態(tài)機 FSM，該 FSM包含兩個函數(shù)， transition()與 genMoore()。 圖 11 Lo235。 3． 設(shè)計專用硬件模塊 IDCT 的 ESL 高抽象層次模型 —— VCI_IDCT。 ? 解碼完成的視頻數(shù)據(jù)需要由處理器搬運到 framebuffer，即處理器不但需 要負責MJPEG 的解碼計算任務(wù)，還需負責結(jié)果數(shù)據(jù)搬運，負擔過重。 2． 對 MJPEG 解碼過程中最費時的計算任務(wù)，設(shè)計硬件加速模塊的高 抽象層次模型，提升解碼速度。在 DNA 操作系統(tǒng)中，所有的設(shè)備均可看成一個文件，通過設(shè)備文件系統(tǒng)（ device filesystem – DevFS）進行管理，因此在應(yīng)用程序中均可采用訪問一般文件的方式訪問各種設(shè)備，如上所示，大大降低了編程難度。 4． 實現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動的管理接口后，還需要實現(xiàn)基于 DNA 操作系統(tǒng)的設(shè)備控制（ Control Interface）接口。在 DNA操作系統(tǒng)中，每個設(shè)備的驅(qū)動程序 首先需要 實現(xiàn)設(shè)備管理接口（ Management Interface）。 2． 深入理解嵌入式操作系統(tǒng) DNA的層次結(jié)構(gòu)與工作原理， DNA的層次結(jié)構(gòu)如圖 9所示。根據(jù) GMN 和 Cache 的不同配置參數(shù)，分析 MJPEG 解碼應(yīng)用隨這些參數(shù)變化時性能的改變趨勢，并總結(jié)出現(xiàn)這種變化趨勢的原因。 if (LB_Y == 0) memcpy ((void *) TODO Framebuffer address, picture, SOF_section . width * SOF_section . height * 2)。 LONG( TODO : number of TTY ) 設(shè)置 TTY 的地址 SOCLIB_TTY_DEVICES = .。分析隨著處理器數(shù)目的變化 MJPEG 解碼應(yīng)用性能的改變趨勢，并總結(jié)出現(xiàn)這種變化趨勢的原因。這部分任務(wù)可以并行處理，如圖 7 中虛線所示。關(guān)于 Posix Pthread 編程接口的介紹見附錄 A。一個雙 MIPS核的 SoC架構(gòu)如圖 6所示。其實這個函數(shù)的核心就是上面用紅色標出的兩句。 previousTicks=endTicks。 /*endTicks=clock()。 volatile unsigned long int * timer = (unsigned long int *)0xC2021000。 clock_t endTicks。 LONG(0xC3000000)//fd_access基地址 注 ： 關(guān) 于 具 體 的 組 件 函 數(shù) 的 相 關(guān) 說 明 ， 可 以 在 網(wǎng)址下查找。 5） 將 PLATFORM_CLOCK_BASE = .。 2） 修改 memcpy中的首地址： 將 memcpy ( TODO HARDWARE ADDRESS OF FRAMEBUFFER , picture, SOF_section . width * SOF_section . height * 2)。 路徑修改為： movie = fopen ( / fd / home / vlsi / Programfiles / projet_soc / TP / TP0 /SW/mjpeg_seq/images/, r)。vci_framebuffer39。vci_timer39。 //連接時鐘信號 (signal_resetn)。 //連接復(fù)位信號 (signal_vci_fd_access)。 //連接復(fù)位信號 (signal_vci_timer)。//連接時鐘信號 (signal_resetn)。//將 lock的 target信號一端與總線相連 [4](signal_vci_timer)。//聲明連接 fd_access的 initiator端口信號 sc_signalbool signal_fd_access_it(signal_fd_access_it)。//聲明連接 lock的 target端口信號 timer： soclib::caba::VciSignalsvci_paramsignal_vci_timer(signal_vci_timer)。 soclib::caba::VciFrameBuffervci_param fbuffer(fbuffer, IntTab(6), maptab, FBUFFER_WIDTH, FBUFFER_HEIGHT)。 各個函數(shù)參數(shù)個數(shù)及意義不同，須參照函數(shù)定義， 。 (Segment(fd_access, FD_ACCESS_BASE, FD_ACCESS_SIZE, IntTab(5), false))。 (Segment(data , DATA_BASE , DATA_SIZE , IntTab(1), true))。 （ 一 ） 硬件部分 (In your working directory： /projet_soc/TP/TP0/HW) 1. 1）添加頭文件 ： include include include include 2）設(shè)置宏定義，關(guān)于 fbuffer的： define FBUFFER_WIDTH 256 define FBUFFER_HEIGHT 144 3）修改 Mapping table： 可將 reset excep text data 段最后一個參數(shù)改為 true，將提高速度。 6． 熟悉 MJEPG 的算法流程，思考該算法 任務(wù) 的 并行 性 ， 通過仿真 統(tǒng)計各 子程序所用的 時間， 考慮 如何進行 架構(gòu)改進及 軟 /硬件 劃分 。 3． 在熟悉 SoCLib 工作原理和頂層文件 ，在圖 5 所示的單核 SoC平臺之上添加定時器 VCI_TIMER、文件系統(tǒng) VCI_FDACCESS、幀緩存 VCI_FRAMEBUFFER以及 同步鎖 VCI_LOCKS 等設(shè)備模塊 ，修改后的單核 SoC 平臺如圖 3 所示。如圖 4所示，該單核 SoC硬件平臺 由一個 MIPS R3000處理器，一個存儲器以及一個顯示終端TTY組成。 3． 學習如何編寫簡單 C 程序以控制各種硬件設(shè)備。 MJPEG的解碼流程如圖 3所示。但 采用 JPEG 算法壓縮的圖像，其質(zhì)量損失使用肉眼幾乎無法識別，并能獲得較高壓縮比。主頁地址： . 2． MotionJPEG 解碼流程 MotionJPEG是一種視頻壓縮編碼格式，由一組連續(xù)的采用 JPEG 標準進行壓縮的圖像組成。 ? SoCLib 平臺所提供的硬件 IP 模塊均具有兩種抽象層次模型，分別是： CABA（ Cycle Accurate Bit Accurate） 模型和 TLMDT（ Transaction Level Modeling with Distributed Time）模型。 SoCLib ESL 仿真平臺及 MJPEG 解碼流程的介紹 1． SoCLib 平臺 ? SoCLib 是 一個由法國 TIMA Lab、 Lip6 等研究機構(gòu)與 STMicrelectronics 等知名企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的， 用于 多核 SoC 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計的 ESL 建模仿真平臺 。 TP 文件夾包含五個子文件夾和一個腳本文件： ? TP0~TP2：分別對應(yīng)了實驗一、二、三的相關(guān)文件和說明。 utils 包括了實驗所需的工具，如仿真內(nèi)核 Systemcass、 調(diào)試工具 CDB。 p r o j e t _ s o c /P L A T F O R M /H W _ P L A T F O R M /S o C L i b /u t i l s /S W _ P L A T F O R M /A P E S /T o o l c h a i n s /T PT P 0 /T P 1 /T P 2 /v c i _ i d c t /d o c s /i n s t a l l _ e n v . s h 圖 2 實驗平臺 projet_soc 目錄結(jié)構(gòu) 實驗平臺 projet_soc 包含兩個子文件夾： PLATFORM 和 TP。 實驗 總體目標： 以 MotionJPEG（ MJPEG） 視頻解碼算法為應(yīng)用范例，借助 SoCLib 建模仿真平臺 [1]，通過 ESL設(shè)計方法，使學生 了解并掌握多核 SoC（ Multiprocessor SoC， MPSoC）的 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計 與 及軟件設(shè)計 方法 。實驗 基于 ESL 設(shè)計方法 的 MotionJPEG 視頻解碼器設(shè)計 本實驗是在 SoCLib 仿真 平臺上完成的。 本 實驗參考了法國 TIMA Lab用于研究生 SoC 設(shè)計課程的大 作業(yè)“ Integration of a MotionJPEG Video Decoder—— a practical study”。 圖 1 實驗平臺測試結(jié)果 實驗平臺目錄結(jié)構(gòu)： 本實驗平臺 projet_soc 的目錄結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。SoCLib 為本次實驗所依賴的 SoCLib ESL建模與仿真環(huán)境。 Toolchains 包括了實驗所需的 MIPS 處理器交叉編譯鏈。 ? ：設(shè)置各種環(huán)境變量的腳本。此外 SoCLib平臺還提供了多個嵌入式操作系統(tǒng)和用于進行系統(tǒng)調(diào)試、監(jiān)控、設(shè)計空間探測的工具。 更多關(guān)于 SoCLib 的細節(jié)，可瀏覽 SoCLib 主頁進行了解與學習。 JPEG是由聯(lián)合圖像專家組（ Joint Photographic Experts Group）提出的 有損圖像壓縮算法 [2]，使用有損壓縮算法壓縮所得圖像質(zhì)量將低于原始圖像質(zhì)量。 壓縮的碼流由一系列原始二進制數(shù)串組成，并使用 標記進行分割。 2． 掌握如何利用 SoCLib 定義一個單核 SoC硬件平臺，如何在該 SoC 平臺之上添加其他硬件設(shè)備。 實驗步驟： 1． 首先，利用實驗平臺所提供的一個 最基本的 單核 SoC 熟悉 SoCLib 的工作原理。建議學生仔細閱讀該頂層文件，了解如何通過該文件利用 SoCLib 所提供的各種 ESL 模型組件搭建 SoC 驗證平臺，如何定義聲明各種設(shè)備模塊以及各設(shè)備模塊之間如何連接。 如何添加各設(shè)備模塊以及如何使用請參見 SoCLib 主頁中的相關(guān)信息： VCI_TIMER： VCI_FDACCESS： VCI_FRAMEBUFFER： VCI_LOCKS： 5． 對位于 /projet_soc/TP/TP0/SW/mjpeg_seq文件夾下的 MJPEG 串行程序使用 MIPS 交叉編譯器進行編譯，移植到圖 3 所示的單核 SoCLib 平臺之上 。 下面是 如何 在 TP0 框架上 添加 TIMER、 FDACCESS、 LOCKS、 FRAMEBUFFER 四個模塊 的例子，供參考。 (Segment(text , TEXT_BASE , TEXT_SIZE , IntTab(1), true))。 (Segment(timer, TIMER_BASE, TIMER_SIZE, IntTab(4), false))。 其中 3和 7與總線上掛的設(shè)備有關(guān)。 soclib::caba::VciFdAccessvci_param fd_access(fdaccess, maptab, IntTab(2), IntTab(5))。 locks： soclib::caba::VciSignalsvci_paramsignal_vci_semlocks(signal_vci_semlocks)。//聲明連接 fd_acces