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报告人：黎贺. 实验四 面向MJPEG解码的MPSoC系统优化. 实验内容. （1）dma模块的添加与使用 （2）idct专用硬件加速单元的添加与使用 （3）整体效果与问题分析. DMA模块添加与使用. 1，定义DMA模块的高层硬件抽象，模拟硬件电路功能 本实验中已经在系统硬件平台下定义好了DMA高层抽象模型，内含vci_dma.h,dma.h,vci_dma.c 2，在硬件平台的top.cpp文件中定义DMA模块，包括以下内容： （1）修改Mapping table
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报告人：黎贺 实验四 面向MJPEG解码的MPSoC系统优化
实验内容 （1）dma模块的添加与使用 （2）idct专用硬件加速单元的添加与使用 （3）整体效果与问题分析
1，定义DMA模块的高层硬件抽象，模拟硬件电路功能1，定义DMA模块的高层硬件抽象，模拟硬件电路功能 本实验中已经在系统硬件平台下定义好了DMA高层抽象模型，内含vci_dma.h,dma.h,vci_dma.c 2，在硬件平台的top.cpp文件中定义DMA模块，包括以下内容： （1）修改Mapping table maptab.add(Segment("vcidma" , DMA_BASE , DMA_SIZE , IntTab(4), false)); （2）添加设备模块 soclib::caba::VciDma<vci_param> vcidma("vcidma", maptab, IntTab(4), IntTab(4), (1<<(vci_param::K-1))); (3)定义dma信号 soclib::caba::VciSignals<vci_param> signal_vci_dmai("signal_vci_dmai"); soclib::caba::VciSignals<vci_param> signal_vci_dmat("signal_vci_dmat"); （4）定义dma与其他设备的连接 vgmn.p_to_initiator[4](signal_vci_dmai); vgmn.p_to_target[4](signal_vci_dmat); vcidma.p_clk(signal_clk); vcidma.p_resetn(signal_resetn); vcidma.p_vci_target(signal_vci_dmat); vcidma.p_vci_initiator(signal_vci_dmai); vcidma.p_irq(signal_mips0_it3); 3，修改segmentation.h，定义dma基地址和大小 #define DMA_BASE 0xC6000000 #define DMA_SIZE 0x01000000 4，修改platform_desc文件，注册dma模块 Uses('vci_dma'),
软件部分 1，header文件夹下添加dma.h和soclib_io.h 其中dma.h定义了dma操作所需的5个功能寄存器： SoclibDmaRegisters{DMA_SRC,DMA_DST,DMA_LEN,DMA_RESET,DMA_IRQ_DISABLED}; soclib_io.h中定义好了dma相关操作： static inline void soclib_io_set(void *comp_base, size_t reg, uint32_t val) static inline uint32_t soclib_io_get(void *comp_base, size_t reg) 2，修改编译链接脚本：ldscript/mips，加入dma基地址及dma个数 SOCLIB_DMA_NDEV = .; LONG(0x1) SOCLIB_DMA_DEVICES = .; LONG(0XC6000000) 3，修改dispatch.c源文件 （1）加入dma头文件： #include"dma.h" （2）将解码数据传送方式由： memcpy ((void *) 0xC4000000, picture, SOF_section . width * SOF_section . height * 2); 改为： soclib_io_set( dma, DMA_DST, (void *)0xC4000000 ); soclib_io_set( dma, DMA_SRC, picture ); soclib_io_set( dma, DMA_LEN, SOF_section . width * SOF_section.height*2); while( soclib_io_get( dma, DMA_LEN ) );
1，添加idct硬件加速单元的高层抽象模型（本实验已提供）1，添加idct硬件加速单元的高层抽象模型（本实验已提供） • 2，在硬件平台的top.cpp添加以下内容： （1）修改Mapping table maptab.add(Segment("idct", IDCT_BASE, IDCT_SIZE, IntTab(9), false)); （2）添加设备模块 soclib::caba::VciIDCT<vci_param> idct("idct",maptab, IntTab(9)); (3)定义IDCT信号 soclib::caba::VciSignals<vci_param> signal_vci_idct("signal_vci_idct"); （4）定义IDCT与其他设备的连接 vgmn.p_to_target[9](signal_vci_idct); idct.p_clk(signal_clk); idct.p_resetn(signal_resetn); idct.p_t_vci(signal_vci_idct); 3，修改segmentation.h，定义IDCT基地址和大小 #define IDCT_BASE 0xC5000000 #define IDCT_SIZE 0x00000100 4，修改platform_desc文件，注册IDCT模块 Uses('vci_idct'),
软件修改 1，header文件夹下添加idct.h 2，修改编译链接脚本：ldscript/mips:添加IDCT基地址及IDCT个数 SOCLIB_IDCT_NDEV = .; LONG(0x1) SOCLIB_IDCT_DEVICES = .; LONG(0xC5000000) 3，在source文件夹下加入驱动程序：soclib_idct.c
IDCT模块驱动soclib_idct.c 1，定义模块读写端口 typedef struct soclib_idct_port { uint32_t status; uint32_t write; uint32_t read; } soclib_idct_port_t; 2，模块申明 module_t soclib_idct_module = { .name = "soclib_idct", .init = soclib_idct_init, .cleanup = soclib_idct_cleanup };
IDCT模块驱动soclib_idct.c 9（续） 3，函数映射 desc = file_allocate ("idct_device"); desc -> open = soclib_idct_open; desc -> read = soclib_idct_read; desc -> write = soclib_idct_write; desc -> ioctl = soclib_idct_ioctl; desc -> stats . st_mode = 0; desc -> cookie = (void *) & IDCTs[idx]; device_register ("idct", desc); 4，soclib_idct_open和soclib_idct_write等驱动函数的实现
IDCT模块调用 1,main.c函数中vfs_open()打开idct运算单元 fb_id=vfs_open("/dev/idct.0", 0, 0); 2,compute.c中加入头文件: #include"idct.h" 并将 IDCT(&block_YCbCr[i * 64], &Idct_YCbCr[i * 64]); 改为 vfs_write(fb_id,&block_YCbCr[i*64],64* sizeof(uint32_t)) vfs_read(fb_id,&Idct_YCbCr[i*64],64*sizeof(uint8_t)); • 也即，将输入数据block_YCbCr[i * 64]送至IDCT模块入口，并从IDCT模块处读出输入至Idct_YCbCr[i * 64]即可，具体操作由硬件电路来实现，而不是原来的定义IDCT函数来实现软件层的操作定义
实验问题与讨论 结论： IDCT专用硬件加速模块效果明显，耗时缩减几乎一半 问题： 1，单核比双核要快2ns 2，dma方式传送数据耗时不仅没有大幅下降，还增加3-5个周期数 3，双核双线程（也包括四线程等）下解码只能进行一帧，双核单线程下可以全部顺利解码 可能原因： 1，线程之间的任务划分，以及线程之间的通信与数据交换 2，...... 3，经调试，多线程下各个线程数据的划分产生了混乱，具体原因不详
