【導(dǎo)讀】本實驗是在SoCLib仿真平臺上完成的。SoCLib是一個由法國TIMALab、Lip6等研究。機構(gòu)與STMicroelectronics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。SoCLib仿真平臺所包含的全部IP模型、工具以及各種文檔均遵循GNULesser. 以Motion-JPEG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的系統(tǒng)架。實驗分為四個部分，由淺入深，從單核到多核，從單一任務(wù)執(zhí)行到多線程并行執(zhí)行，在單核SoC架構(gòu)之上添加若干處理器構(gòu)成MPSoC. 完成MJPEG解碼的并行程序設(shè)計，移植到MPSoC之上，驗證MPSoC的正確性。修改MPSoC中的各種系統(tǒng)參數(shù)，比較在不同配置下并行MJPEG的運行性能。編寫幀緩存的設(shè)備驅(qū)動程序。本實驗平臺projet_soc的目錄結(jié)構(gòu)如圖2所示。平臺，TP為4個實驗內(nèi)容。HW_PLATFORM：實驗平臺的硬件部分，又包含兩個子文件夾，SoCLib和utils。SoCLib為本次實驗所依賴的SoCLibESL建模與仿真環(huán)境。APES包括了本次實驗所使用的嵌入式操作系統(tǒng)DNA。的MIPS處理器交叉編譯鏈。SoCLib平臺所提供的各種IP模塊的高抽象層次模型均采用VISA組織（Virtual

　　

【正文】 . / t e s t _ p t h r e a d o u t t h r e a d _ a o u t t h r e a d _ b o u t t h r e a d _ a o u t t h r e a d _ b o u t t h r e a d _ a o u t t h r e a d _ b o u t t h r e a d _ a o u t t h r e a d _ b o u t t h r e a d _ a o u t t h r e a d _ b 圖 C1 pthread 多線程程序及編譯運行情況 __schedparam：一個 struct sched_param 結(jié)構(gòu)，目前僅有一個 sched_priority 整型變量表示線程的運行優(yōu)先級。這個參數(shù)僅當調(diào)度策略為實時（即 SCHED_RR 或 SCHED_FIFO）時才有效，并可以在運行時通過 pthread_setschedparam()函數(shù)來改變，缺省為 0。 __inheritsched ： 有 兩 種 值 可 供 選 擇 ： PTHREAD_EXPLICIT_SCHED 和PTHREAD_INHERIT_SCHED，前者表示新線程使用顯式指定調(diào)度策略和調(diào)度參數(shù)（即 attr中的值），而后者表示繼承調(diào)用者線程的值。缺省為 PTHREAD_EXPLICIT_SCHED。 __scope：表示線程間競爭 CPU 的范圍，也就是說線程優(yōu)先級的有效范圍。 POSIX的標準中定義了兩個值： PTHREAD_SCOPE_SYSTEM 和 PTHREAD_SCOPE_PROCESS，前者表示與系統(tǒng)中所有線程一起競爭 CPU 時間，后者表示僅與同進程中的線程競爭 CPU。 三． 線程的終止 void pthread_exit(void *value_ptr)。 線程調(diào)用 pthread_exit()結(jié)束自己，參數(shù) value_ptr 被調(diào)用 pthread_join 的線程使用。 四． 線程 ID 獲取 pthread_self()； 五． 線程 ID 比較 pthread_equal()； 六． 線程的取消 int pthread_cancel(pthread_t thread)。 向 線 程 thread 發(fā) 送 取 消 請 求 ， 默 認 情 況 下 線 程 thread 自 己 調(diào) 用pthread_exit(PTHREAD_CANCELED)。 pthread_cancel并不阻塞調(diào)用 者，總是立即返回。 七． 線程的阻塞 int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr)。 等待線程 thread 結(jié)束，并設(shè)置 *value_ptr 為 thread 的返回值。 pthread_join 阻塞調(diào)用者，一直到線程 thread 結(jié)束為止。 八． 線程的互斥訪問 當有多個線程需要訪問同一塊存儲區(qū)域時，為了確保能夠正確讀寫該區(qū)域中的內(nèi)容，需要多個線程對該區(qū)域進行互斥訪問，而這個區(qū)域稱為臨界區(qū)或共享內(nèi)存。在 pthread多線程庫中，通過 Mutex互斥鎖實現(xiàn)多個線程對 臨界區(qū)的互斥訪問，可通過下列函數(shù)處理 Mutex： 初始化一個 Mutex int pthread_mutex_init (pthread_mutex_t *MUTEX, const pthread_mutexattr_t *MUTEXATTR)。 鎖定一個 Mutex int pthread_mutex_lock (pthread_mutex_t *mutex))。 試圖鎖定一個 Mutex int pthread_mutex_trylock (pthread_mutex_t *MUTEX)。 結(jié)鎖一個 Mutex int pthread_mutex_unlock (pthread_mutex_t *MUTEX)。 銷毀一個 Mutext int pthread_mutex_destroy (pthread_mutex_t *MUTEX)。 更多關(guān)于 Posix pthread 多線程庫的介紹可參見網(wǎng)站： 附錄 B—— SoCLib 系統(tǒng)支持包（ System Support Package） 該附錄主要介紹 SoCLib 平臺所提供的系統(tǒng)支持包 —— System Support Package， SSP。SSP 位于 /projet_soc/PLATFORM/SW_PLATFORM/APES/system/ssp 路徑下。它包含了所有操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序所需，由硬件抽象層 HAL 所提供的原語 API。 平臺抽象層 —— Platform Abstraction Layer 這層中所提供的 API 主要包含兩部分：大小端管理和多處理器管理，其 API 實現(xiàn)位于/projet_soc/PLATFORM/SW_PLATFORM/APES/system/ssp/pal 路徑下。 大小端管理 大小端管理主要用于在平臺一級對大小端進行控制。為了保證同一 MPSoC平臺中，多個異構(gòu)處理器之間所共享數(shù)據(jù)的一致性，平臺抽象層提供了大小端屬性 —— endianness?？赏ㄟ^如下定義設(shè)定平臺所支持的大小端字節(jié)存儲次序。 若所構(gòu)建的 MPSoC 平臺支持大端存儲次序，則定義： PLATFORM_IS_BIG_ENDIAN 若所構(gòu)建的 MPSoC 平臺支持小端存儲次序，則定義： PLATFORM_IS_LITTLE_ENDIAN 注意，一個平臺只能定義一種 大小端字節(jié)存儲次序。 多處理器管理 這 部 分 主 要 用 于 在 平 臺 一 級 處 理 多 處 理 器 的 相 關(guān) 信 息 ， 如 原 語PLATFORM_MP_CPU_COUNT 用于返回所構(gòu)建 MPSoC 中指定類型處理器的數(shù)目，其定義如下： function PLATFORM_MP_CPU_COUNT return int32 type: in enumerate – The processor’s type CPU 抽象層 —— CPU Abstraction Layer 這層中所提供的 API 主要包括 6部分：大小端管理、上下 文管理、 I/O管理、陷阱管理、多處理器管理以及軟件旋轉(zhuǎn)鎖（ spinlocks ）管理。其 API 實 現(xiàn) 位 于/projet_soc/PLATFORM/SW_PLATFORM/APES/system/ssp/cal 路徑下。 大小端管理 這部分主要用于在處理器一級處理大小端。 當處理器是大端格式時，采用原語 CPU_ENDIAN_IS_BIG對 {16， 32， 64}比特字中的字節(jié)按大端格式進行重新排序。 procedure CPU_ENDIAN_IS_BIG_{8, 16, 32} value: inout Integer{16,32,64} 當處理器是小端格式時，采用 CPU_ENDIAN_IS_LITTLE原語對 {8, 16, 32}比特字中的字節(jié)按小端格式進行重新排序。 procedure CPU_ENDIAN_IS_LITTLE_{8, 16, 32} value: inout Integer{16,32,64} 原語 CPU_ENDIAN_CONCAT 可用于按大小端格式將兩個 {8, 16}比特的元素連接成一個 {16, 32}比特的元素。 procedure CPU_ENDIAN_CONCAT size: in Integer32 result: out Integer{16, 32} low: in Integer{8, 16} high: in Integer{8, 16} 原語 CPU_ENDIAN_SPLIT可用于按大小端格式將一個 {16, 32}比特的元素分割為兩個{8, 16}比特的元素。 procedure CPU_ENDIAN_SPLIT size: in Integer32 value: in Integer{16, 32} low: out Integer{8, 16} high: out Integer{8, 16} 上下文管理 這部分主要用于在處理器一級處理上下文切換。 原語 CPU_CONTEX_T 表示上下文信息。 原語 CPU_CONTEXT_SIZE 定義了上下文信息的大小。 原語 CPU_CONTEXT_INIT 通過一個指定大小的棧、一個入口地址以及一些參數(shù)初始化一條上下文信息。 procedure CPU_CONTEXT_INIT context: out access CPU_CONTEXT_T stack: in access array of Integer8 size: in Integer32 – The stack’s size entry: in access procedure arguments: in access record 原語 CPU_CONTEXT_LOAD 用于獲取指定的上下文信息。 procedure CPU_CONTEXT_LOAD context: in access CPU_CONTEXT_T 原語 CPU_CONTEXT_SAVE 用于保存當前正在執(zhí)行的上下文信息。 procedure CPU_CONTEXT_SAVE context: out access CPU_CONTEXT_T 原語 CPU_CONTEXT_SWITCH 用于保存當前正在執(zhí)行的上下文信息，并切換到另一個上下文信息。 procedure CPU_CONTEXT_SWITCH from: out access CPU_CONTEXT_T to: in access CPU_CONTEXT_T I/O 管理 這部分主要 用于在處理器一級處理 I/O 操作。 原語 CPU_READ 用于從指定地址讀取一個 {8, 16, 32}比特的數(shù)據(jù)。 procedure CPU_READ size: in Integer32 address: in access Integer{8, 16, 32} result: out Integer{8, 16, 32} 原語 CPU_READ_UNCACHED 用于在非緩存模式下從指定地址讀取一個 {8, 16, 32}比特的數(shù)據(jù)。 procedure CPU_READ_UNCACHED size: in Integer32 address: in access Integer{8, 16, 32} result: out Integer{8, 16, 32} 原語 CPU_READ_VECTOR 用于讀取從指定地址開始的一個向量，一般用于 burst 模式。 procedure CPU_READ_VECTOR mode: in VectorMode – Integer 8, 16, 32。 Float。 Double from: in access VectorMode to: out access VectorMode size: in Integer32 原語 CPU_WRITE 用于向指定地址寫入一個 {8, 16, 32}比特的數(shù)據(jù)。 procedure CPU_WRITE size: in Integer32 address: in access Integer{8, 16, 32} value: out Integer{8, 16, 32} 原語 CPU_WRITE_UNCACHED 用于在非緩存模式下向指 定地址寫入一個 {8, 16, 32}比特的數(shù)據(jù)。 procedure CPU_WRITE_UNCACHED size: in Integer32 address: in access Integer{8, 16, 32} value: out Integer{8, 16, 32} 原語 CPU_WRITE_VECTOR 用于向指定地址寫入一個向量，一般用于 burst 模式。 procedure CPU_WRITE_VECTOR mode: in VectorMode to: in access VectorMode from: out access VectorMode size: in Integer32 中斷管理 這部分主要用于在處理器一級對中斷進行處理。 原語 interrupt_id_t 定義了處理器的中斷源。 原語 interrupt_statue_t 定義了處理器的中斷狀態(tài)。 原語 interrupt_handler_t 定義了中斷處理程序。 原語 CPU_IT_ENABLE 表示使用中斷屏蔽碼對中斷向量進行屏蔽。 proce