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并行化信号处理解决方案

2018-07-09


鉴于目前信号处理运算任务日益加重,系统规模越来越大,性能越来越高,算法越来越复杂,另外科研周期大大缩短,型号平台升级换代较快。而软件开发人员基本还在使用传统的第三代C语言类的开发工具,自动化程度低,人工的工作量大,另外平台升级换代需要向新平台移植时程序的改动量很大,进而导致移植性较差。同时对信号处理系统的体积、重量都有很高的要求,如何提升程序性能以及最大限度利用有限的硬件资源,对程序计算性能要求也特别高,目前软件人员大量时间花费在了程序性能优化上。在这种大背景下,亟需引入国际军工领域的先进的信号处理软件开发工具GEDAE。

 GEDAE是一款面对多核和多处理器开发的全新的并行编译及编程工具。具备独立的编码、仿真、编译、调试、分析显示功能,可以方便直观地对系统的处理器和存储资源进行分配,具有良好的硬件兼容性,可以支持飞思卡尔 POWER PC、Intel处理器、IBM CELL BE处理器、TI DSP、ARM、英伟达GPU等众多处理器\CPU\GPU。一次编程,多次使用,移植能力强,大大提高硬件资源利用效率,降低软件开发人员工作难度。其独创的第四代编程语言Idea及编译器,大大提高了软件开发自动化和并行化,提高了应用程序的执行效率和移植能力,支持的嵌入式操作系统主要包括VxWorks, Linux, Sys/BIOS等。 

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用独创的Idea并行语言开发相应的应用程序???,然后建立由并行语言??樽槌傻目墒踊墓こ塘魍迹ㄒ布纯墒踊砑P停?,利用实施策略设置工具对并行编译器进行设置,编译后得到并行的C代码。然后把生成的C代码利用芯片厂商提供的工具链生成可执行文件。


可视化建模

GEDAE是一种模型驱动的开发工具,支持可视化建?;肪成杓?,通过提供具备并行描述能力的图形化建模语言Idea及dataflow,为系统应用提供可视化建模视图环境;支持可视化模型的互联规则检查、拓扑结构分析等功能。

用户可以使用Idea语言或者dataflow语言进行可视化建模设计,所建的模型可以称之为SWM。SWM是整个模型驱动开发过程的核心资产。

GEDAE会对可视化模型进行语法检查、互联规则检查和拓补结构分析,如果模型中有错误会进行报错。

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多核多处理器的模型分割与映射

GEDAE开发环境支持开发者依据目标处理平台硬件组成及拓扑架构,对可视化软件模型的数据和任务进行细粒度分解分组;通过partition 和map partition分割映射工具,将细粒度的数据和任务分配到目标处理平台各硬件???、各处理器核上。

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可视化模型编译与代码自动生成

GEDAE的GEDAE Compiler并行编译器可以完成对系统可视化模型的编译,生成面向目标处理平台的C代码,生成的全部C代码可以被目标处理平台的工具链正确编译、链接、调试和正确执行。GEDAE的编译器通过了美军软件成熟度等级TRL9标准,为成熟产品。


运行时状态跟踪与性能分析

GEDAE的Trace跟踪功能可以完成可执行代码运行时的数据输入输出、处理等状态的跟踪,以及对各功能函数的运算性能分析。

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运行时系统调试分析

GEDAE的Probe探针功能可以完成可执行代码运行时的各功能??榧涞脑怂憬峁袢∮胂允?。

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GEDAE并行编译器

GEDAE编译器把Idea和dataflow语言写成的可视化模型,结合用户指定的设置(主要包括分割和映射),转换成具备并行计算能力的应用程序。

l  高效的上下文切换时间

l   消除死锁和竞争条件

l   编译器成熟度达到 TRL 9

l   在编译时间优化计划内存使用

ü   避免不必要的动态分配

ü   预先计划的内存管理,最大限度地减少数据和代码的占用空间

l   优化使用IPC ,以最大限度地提高并发

ü   自动多缓冲效率的DMA

ü   并发控制的自动最佳位置

ü   自动实施数据和代码缓存管理

ü   优化代码和数据局部性

l   高速缓存和内存层次结构的优化利用

ü   优化代码和数据局部性


支持的平台及架构

支持主流厂商的多核CPU、POWER PC、DSP、GPU等。已经支持的厂商有英特尔、IBM、飞思卡尔、德州仪器、ADI、英伟达等众多知名厂商。支持TI 6678 DSP,支持VPX和Cluster架构,支持TCP/IP、Rapid IO、PCI-E等接口。

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