【摘要】：隨著信息化時(shí)代的不斷深入與“互聯(lián)網(wǎng)+”概念的提出,基于大型數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)建設(shè)的云平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)處理速度、數(shù)據(jù)帶寬、系統(tǒng)管理等需求不斷提高。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與管理系統(tǒng)已經(jīng)遇到了瓶頸,數(shù)據(jù)帶寬不夠、處理速度不快、系統(tǒng)管理實(shí)時(shí)性低等問(wèn)題越來(lái)越突出,基于VPX的異構(gòu)系統(tǒng)能夠有效的解決這些問(wèn)題,此類系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸帶寬大,處理速度快,能有效的滿足航天、醫(yī)療和娛樂(lè)等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理需求,在電子商務(wù)、并行計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)等方面存在良好的應(yīng)用前景。本文提出一種基于VPX的高速數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)的系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的通訊與管理軟件技術(shù)。由于該系統(tǒng)單位時(shí)間數(shù)據(jù)處理量大以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理,所以系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成了 x86系列CPU+PowerPC+FPGA的異構(gòu)系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn),解決了傳統(tǒng)CPU的處理能力不足的問(wèn)題,又能通過(guò)用戶友好的非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。最后本文搭建了測(cè)試平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果顯示:讀數(shù)據(jù)通路的傳輸速度達(dá)到了1524MB/s,寫數(shù)據(jù)通路的傳輸速度達(dá)到了 1632MB/s,命令平均響應(yīng)時(shí)間低于4ms,最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間低于10ms,系統(tǒng)在高強(qiáng)度的并行處理以及其它測(cè)試方案中未出現(xiàn)異常。各項(xiàng)測(cè)試達(dá)到指標(biāo),驗(yàn)證了本系統(tǒng)高速率,高并發(fā),高實(shí)時(shí)性,高準(zhǔn)確率等特點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP311.52
【圖文】：

對(duì)于基于ＷＤＦ的ＰＣＩｅ驅(qū)動(dòng)程序的軟件框架，主要包含了入口函數(shù)，ＩＲＰ與逡逑派遣函數(shù)關(guān)聯(lián)，創(chuàng)建對(duì)象，中斷處理，即插即用以及硬件訪問(wèn)等，主要構(gòu)成已經(jīng)逡逑在圖４．１２中列出。圖４．１３列出了邋ＰＣＩｅ驅(qū)動(dòng)程序框架的建立流程圖，驅(qū)動(dòng)安裝時(shí)逡逑會(huì)首先進(jìn)入入口函數(shù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)對(duì)象的初始化和創(chuàng)建，接著進(jìn)入ＤｅｖｉｃｅＡｄｄ函數(shù)設(shè)逡逑置邋Ｉ／Ｏ邋傳輸方式，本文采用邋ＷｄｆＤｅｖｉｃｅｌｏＤｉｒｅｃｔ邋方式，即邋ＭＥＴＨＯＤ＿ＩＮ＿ＤＩＲＥＣＴ逡逑和ＭＥＴＨＯＤ＿ＯＵＴ＿ＤＩＲＥＣＴ方式，同時(shí)設(shè)置并注冊(cè)即插即用例程，中斷服務(wù)程逡逑序和ＤＰＣ例程，在以及注冊(cè)相應(yīng)的ＩＲＰ的派遣函數(shù)，比如本文將ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＲＥＡＤ、逡逑ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＷＲＩＴＥ和ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＤＥＶＩＣＥ＿ＣＯＮＴＲＯＬ與相應(yīng)的派遣函數(shù)進(jìn)行了關(guān)逡逑聯(lián)，同時(shí)為Ｉ／Ｏ傳輸開辟了一片連續(xù)的物理內(nèi)存空間，還有在即插即用例程內(nèi)實(shí)逡逑現(xiàn)了邋ＰＣＩｅ地址空間的獲取、內(nèi)核模式地址和物理地址的關(guān)聯(lián)與解除以及相應(yīng)的逡逑內(nèi)存空間釋放，應(yīng)用于硬件訪問(wèn)。最后創(chuàng)建設(shè)備對(duì)象，中斷對(duì)象，Ｉ／Ｏ隊(duì)列以及逡逑ＧＵＩＤ接口，ＰＣＩｅ驅(qū)動(dòng)程序的基本框架就建立了。逡逑３６逡逑

應(yīng)用程序的管理業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要工作是對(duì)Ｃ＋＋靜態(tài)接口進(jìn)行調(diào)用，對(duì)底逡逑層數(shù)據(jù)的處理，相應(yīng)的系統(tǒng)邏輯管理以及系統(tǒng)的界面化和可操作化。逡逑本文使用ＭＦＣ作為應(yīng)用程序界面開發(fā)框架，基本應(yīng)用程序內(nèi)部邏輯如圖５．７逡逑所示，應(yīng)用程序主要進(jìn)行系統(tǒng)初始化、開啟命令處理線程、建立消息機(jī)制對(duì)相應(yīng)逡逑的消息進(jìn)行處理以及相應(yīng)的系統(tǒng)安全退出機(jī)制。在此值得注意的是ＦＰＧＡ配置單逡逑元的相關(guān)操作不能與其它功能并行執(zhí)行，調(diào)用ＦＰＧＡ配置命令前必須保證其它系逡逑統(tǒng)命令已經(jīng)完成，且在配置過(guò)程中禁止發(fā)起其它操作，ＦＰＧＡ配置命令包括重構(gòu)逡逑／鏈路掃描，上傳重構(gòu)和燒寫ＦＬＡＳＨ，這些操作互相也不能同時(shí)進(jìn)行。逡逑（開始）逡逑■邋Ｉ邋，逡逑初始化接口逡逑連接設(shè)備逡逑邐１初始化設(shè)備｜邐逡逑！邐重置線程邐獲取目錄線程｜網(wǎng)畚逼遠(yuǎn)扢程逡逑！邋｜讀取數(shù)據(jù)邋ｈ邋Ｉ邋［邋ＦＰＧＡＳＭ＾ｇ邐ｉ邐讀取系統(tǒng)狀態(tài)丨：逡逑＾邐Ｉ「；‘控制＾逡逑二邐Ｉ邋Ｉ￣￣￣＾據(jù)線程｜邐入逡逑Ｉ邐｜邐自檢線程邐ｈ邐＼逡逑ｉ…？—…邐；「數(shù)據(jù)控制線程卜邐＾？？？？？－？………？－…ｊ逡逑ｒ…涵￥理涵…＂］邐｜消，息處Ｔ理函數(shù)逡逑１邐「—…ｊ邐；；邐逡逑斷開設(shè)備逡逑退出應(yīng)用程序｜Ｉ丨不能與其它線程并行處理的線程逡逑（結(jié)束）逡逑圖５．７應(yīng)用程序基本邏輯逡逑５４逡逑

動(dòng)程序開發(fā)。首先本文選擇ＷＤＫ７的ｘ６４邋Ｃｈｅｃｋｅｄ邋Ｂｕｉｌｄ邋Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ模式，接著逡逑將編譯路徑定位到驅(qū)動(dòng)程序源碼所在的文件夾目錄，最后著輸入ｂｕｉｌｄ命令，編逡逑譯器出現(xiàn)如圖７．１的打印信息，其中只有３個(gè)警告，通過(guò)查看ＷＤＫ７的編譯信逡逑息，發(fā)現(xiàn)這３個(gè)警告對(duì)驅(qū)動(dòng)程序無(wú)影響，驅(qū)動(dòng)編譯成功。逡逑ＳＳ邋Ｓ３ＳＳ：邋Ｗｉｎｄｏｗｓ邋Ｗｉｎ７邋ｘ６４邋Ｃｈｅｃｋｅｄ邋Ｂｕｉｌｄ邋Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ邐｜邋ｃｚｔ邋［ｊ邋Ｑ邋ｌｔｗ￡３＾｜逡逑圖７．１驅(qū)動(dòng)程序編譯逡逑調(diào)試是為了排除存在的問(wèn)題，讓驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定高效的運(yùn)作。在驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)過(guò)逡逑程中可以調(diào)用ＫｄＰｒｉｎｔ函數(shù)來(lái)打印調(diào)試信息，ＫｄＰｒｉｎｔ函數(shù)的打印信息可以在驅(qū)動(dòng)逡逑的Ｃｈｅｃｋｅｄ版本中看到，但是在最后發(fā)布的Ｆｒｅｅ版本中將被隱藏。ＫｄＰｒｉｎｔ函數(shù)逡逑７７逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2766313