嵌入式多核系統(tǒng)軟件開發(fā)嵌入式Intel體系結(jié)構(gòu)實用指南

前言

當(dāng)今，多核技術(shù)正飛速發(fā)展，已經(jīng)廣泛進(jìn)入人們的生活。根據(jù)：Intel公司的戰(zhàn)略計劃，在不久的將來，主流處理器的內(nèi)核數(shù)量將達(dá)到100個以上，這種多核發(fā)展趨勢不但對計算機領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響，也將對通信、消費電子、移動計算等嵌入式領(lǐng)域帶來巨大的轉(zhuǎn)變。多核技術(shù)的出現(xiàn)，使得未來的軟件開發(fā)及硬件平臺都將逐漸轉(zhuǎn)變到多核技術(shù)上。嵌入式領(lǐng)域正面臨著該技術(shù)所帶來的挑戰(zhàn)與機遇，并不斷地與其他技術(shù)相融合，推動著嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展。隨著多核技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)工具的成熟，基于多核的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)正面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。根據(jù)市場預(yù)計，今后3～5年，Intel將沒有單核，市場上對多核軟件產(chǎn)生了迫切要求，以利用更多的內(nèi)核資源。而在嵌入式技術(shù)方面，由于Intel全面引入了多核，必將促進(jìn)需要高性能、超低功耗的嵌入式領(lǐng)域的飛速發(fā)展。本書從多處理器的硬件結(jié)構(gòu)人手，全面闡述了嵌入式多核軟件開發(fā)技術(shù)，以及嵌入式多核技術(shù)與其他技術(shù)的融合，如多線程技術(shù)和虛擬化等。并基于最新的Intel嵌入式多核體系結(jié)構(gòu)對嵌入式多核軟件開發(fā)過程中所遇到的技術(shù)問題進(jìn)行了全面闡述。全書共分為11章，分別介紹了嵌入式多核處理器的概念、嵌入式Intel多核體系結(jié)構(gòu)處理器及開發(fā)技術(shù)、多核處理器性能量化方法、嵌入式多核x86處理器移植、可用性技術(shù)、多線程開發(fā)技術(shù)、虛擬化和分區(qū)、多處理器優(yōu)化技術(shù)、電能利用技術(shù)等內(nèi)容。本書面向當(dāng)前嵌入式多核軟件開發(fā)的技術(shù)前沿，對嵌入式多核軟件開發(fā)過程中面臨的一些技術(shù)挑戰(zhàn)進(jìn)行了全面闡述。本書作者從事體系結(jié)構(gòu)技術(shù)研究及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)20余年，熟悉多種軟件工具的開發(fā)，具備堅實的知識背景和實踐經(jīng)驗。在翻譯本書的過程中，我們充分體會到了作者在嵌入式多核軟件開發(fā)方面有大量的積累，并認(rèn)為本書的最大特色在于：·覆蓋范圍廣書中涵蓋了嵌入式多核處理器概念、體系結(jié)構(gòu)等硬件基礎(chǔ)，還包含了相關(guān)開發(fā)工具及軟件開發(fā)技術(shù)，如多線程、虛擬化和分區(qū)、可用性技術(shù)等，并講述了多核處理器的性能評價及基準(zhǔn)測試，以及嵌入式多核處理器的電能利用技術(shù)等內(nèi)容?！ぷ⒅貙嵺`書中很多內(nèi)容都基于實例進(jìn)行講解，在理論講解時配以實例運行結(jié)果，通過對結(jié)果的分析，直觀呈現(xiàn)出問題的實質(zhì)，使許多枯燥的原理及技術(shù)都易于理解，而且讀者也能夠真正從實例中進(jìn)行理解與掌握?！嵱眯詮姳緯鴮⑶度胧较到y(tǒng)開發(fā)與多核技術(shù)相結(jié)合，基于業(yè)界領(lǐng)先的：Intel嵌入式多核處理器，針對其中的多項技術(shù)及挑戰(zhàn)進(jìn)行展開，內(nèi)容具有前瞻性和實用性。本書的翻譯工作主要由宋廷強、肖傳偉、馬興錄和高樹靜完成。其中肖傳偉負(fù)責(zé)第4～6章的翻譯，馬興錄負(fù)責(zé)本書的前言、第7～8章的翻譯，高樹靜負(fù)責(zé)9～11章的翻譯，宋廷強負(fù)責(zé)了本書其他部分的翻譯及全書的統(tǒng)稿工作。，對于本書的出版我們首先要感謝機械工業(yè)出版社的盛東亮編輯和他的同仁們，是他們的努力促成了本書的順利翻譯與發(fā)行，使讀者能夠通過本書及時了解嵌入式多核軟件開發(fā)技術(shù)，同時也感謝李鵬程、張朝陽、周京地、申鳳蘭等給予本書的核對與檢查。在本書的翻譯過程中，我們力求忠實于原著，但由于譯者技術(shù)和翻譯水平都很有限，再加上多核技術(shù)剛剛興起，很多詞句譯者一時很難把握準(zhǔn)確，導(dǎo)致書中難免存在各種翻譯錯誤，敬請讀者批評指正，以便在重印時修改完善。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)闡述了嵌入式多核系統(tǒng)軟件開發(fā)的技術(shù)，并基于主流的Intel嵌入式多核系統(tǒng)給出許多開發(fā)實例。全書共分為11章，分別介紹了嵌入式多核處理器的概念、嵌入式Intel多核體系結(jié)構(gòu)處理器、多核處理器性能量化方法、嵌入式多核處理器移植、可用性技術(shù)、多線程開發(fā)、線程級并行優(yōu)化、虛擬化和分區(qū)、多處理器優(yōu)化技術(shù)、電能利用技術(shù)等內(nèi)容。    本書采用模塊化的結(jié)構(gòu)安排、理論闡述與應(yīng)用實例相結(jié)合的敘述方式，最大限度幫助讀者掌握嵌入式多核開發(fā)技術(shù)。    本書可作為計算機科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程等專業(yè)相關(guān)師生學(xué)習(xí)用書，也可供相關(guān)科研與工程技術(shù)人員參考。

作者簡介

作者:（美）杜梅卡

書籍目錄

譯者序前言致謝第1章  緒論  1.1  寫作目的  1.2  多核處理器的出現(xiàn)  1.3  多處理器系統(tǒng)不是一項新技術(shù)  1.4  應(yīng)用程序需要采用多線程  1.5  軟件是負(fù)擔(dān)還是機遇  1.6  什么是嵌入式  1.7  嵌入式有何獨特性  本章小結(jié)第2章  基本系統(tǒng)和處理器體系結(jié)構(gòu)  2.1  性能  2.2  嵌入式Intel體系結(jié)構(gòu)處理器發(fā)展歷程    2.2.1  Intel 186處理器    2.2.2  Intel 386處理器    2.2.3  Intel 486處理器    2.2.4  Intel Pentium處理器    2.2.5  Intel Pentium Ⅲ處理器    2.2.6  Intel Pentium Ⅳ處理器    2.2.7  Intel Pentium M處理器    2.2.8  Intel Xeon LV及ULV雙核處理器和Intel Xeon 5100系列雙核處理器    2.2.9  嵌入式Intel Core2雙核處理器    2.2.10  Intel Xeon 5300系列四核處理器  2.3  嵌入式系統(tǒng)及其處理器的發(fā)展趨勢    2.3.1  未來45nm工藝嵌入式處理器    2.3.2  Intel Atom處理器內(nèi)核    2.3.3  Tolapai片上系統(tǒng)加速器  2.4  x86匯編語言指導(dǎo)    2.4.1  x86匯編基礎(chǔ)    2.4.2  提示1：關(guān)注小范圍    2.4.3  提示2：快速識別源操作數(shù)和目標(biāo)操作數(shù)    2.4.4  提示3：了解基本寄存器和存儲器訪問    2.4.5  提示4：熟悉常用操作    2.4.6  提示5：把參考手冊當(dāng)成好助手    2.4.7  提示6：注意編譯器的優(yōu)化    2.4.8  提示7：反匯編與源程序的相關(guān)性    2.4.9  匯編實例指南  本章小結(jié)  相關(guān)閱讀第3章  多核處理器與嵌入式  3.1  采用多核處理器的目的  3.2  多核處理器體系結(jié)構(gòu)    3.2.1  同構(gòu)多核與異構(gòu)多核    3.2.2  對稱多核與非對稱多核  3.3  多核處理器給嵌入式系統(tǒng)帶來的好處  3.4  嵌入式市場與多核處理器    3.4.1  無線通信基礎(chǔ)設(shè)施    3.4.2  工業(yè)控制    3.4.3  國家機關(guān)的應(yīng)用    3.4.4  企業(yè)基礎(chǔ)安全    3.4.5  車載娛樂    3.4.6  互動終端    3.4.7  語音及整合通信    3.4.8  數(shù)字安全監(jiān)控    3.4.9  存儲    3.4.10  醫(yī)療  3.5  多核處理器的性能評價    3.5.1  單核性能基準(zhǔn)測試程序    3.5.2  多核性能基準(zhǔn)測試程序    3.5.3  功耗基準(zhǔn)測試    3.5.4  應(yīng)用性能評價    3.5.5  嵌入式系統(tǒng)的性能特點    3.5.6  審查基準(zhǔn)測試程序數(shù)據(jù)  本章小結(jié)  相關(guān)閱讀第4章  移植到Intel多核處理器  4.1  移植到Intel體系結(jié)構(gòu)    4.1.1  32位與64位支持    4.1.2  字節(jié)順序：大端與小端    4.1.3  關(guān)于BIOS和OS  4.2  支持SMP操作系統(tǒng)    4.2.1  基本MESI協(xié)議    4.2.2  設(shè)備驅(qū)動程序和內(nèi)核程序  4.3  多核處理器開發(fā)工具的發(fā)展    4.3.1  OpenMP    4.3.2  自動并行化    4.3.3  猜測預(yù)執(zhí)行    4.3.4  線程庫    4.3.5  圖形設(shè)計工具    4.3.6  調(diào)試    4.3.7  性能分析工具  本章小結(jié)  相關(guān)閱讀第5章  標(biāo)量優(yōu)化與可用性  5.1  編譯器優(yōu)化    5.1.1  一般優(yōu)化    5.1.2  高級優(yōu)化    5.1.3  高級優(yōu)化選項    5.1.4  輔助優(yōu)化  5.2  優(yōu)化流程  5.3  可用性    5.3.1  診斷    5.3.2  兼容性    5.3.3  編譯時間    5.3.4  預(yù)編譯頭文件    5.3.5  并行編譯    5.3.6  代碼規(guī)模    5.3.7  代碼覆蓋    5.3.8  調(diào)試優(yōu)化結(jié)果  本章小結(jié)  相關(guān)閱讀第6章  線程級并行優(yōu)化  6.1  并行化基礎(chǔ)知識    6.1.1  線程    6.1.2  分解    6.1.3  可伸縮性    6.1.4  并行處理的局限性    6.1.5  線程技術(shù)需求  6.2  線程開發(fā)周期    6.2.1  分析    6.2.2  設(shè)計與實現(xiàn)    6.2.3  調(diào)試    6.2.4  調(diào)整  本章小結(jié)  相關(guān)閱讀第7章  案例研究：數(shù)據(jù)分解  7.1  案例概述  7.2  構(gòu)建過程  7.3  分析  7.4  設(shè)計和實現(xiàn)  7.5  調(diào)試  7.6  調(diào)整  本章小結(jié)第8章  案例研究：功能分解  8.1  Snon    8.1.1  程序簡介    8.1.2  構(gòu)建過程  8.2  分析    8.2.1  串行優(yōu)化    8.2.2  基準(zhǔn)    8.2.3  串行優(yōu)化結(jié)果    8.2.4  執(zhí)行時間分析    8.2.5  函數(shù)調(diào)用關(guān)系圖  8.3  設(shè)計與實現(xiàn)    8.3.1  線程化Snort    8.3.2  代碼修改    8.3.3  流定位    8.3.4  流定位的代碼修改  8.4  Snort調(diào)試  8.5  調(diào)整  本章小結(jié)第9章  虛擬化和分區(qū)  9.1  概述  9.2  虛擬化和分區(qū)    9.2.1  VMM體系結(jié)構(gòu)    9.2.2  虛擬化的應(yīng)用模型和優(yōu)點    9.2.3  電信／嵌入式領(lǐng)域中的應(yīng)用前景  9.3  技術(shù)和設(shè)計因素  9.4  虛擬化的電信實例    9.4.1  建立和配置BKM    9.4.2  計算和網(wǎng)絡(luò)L／O性能  本章小結(jié)  相關(guān)閱讀第10章  迎接低功耗Intel體系結(jié)構(gòu)  10.1  體系結(jié)構(gòu)    10.1.1  順序執(zhí)行    10.1.2  節(jié)能軟件的多種技術(shù)  10.2  嵌入式系統(tǒng)調(diào)試    10.2.1  嵌入式系統(tǒng)調(diào)試歷史概述    10.2.2  JTAG和嵌入式調(diào)試未來發(fā)展趨勢    10.2.3  硬件平臺的構(gòu)建    10.2.4  操作系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動程序調(diào)試    10.2.5  應(yīng)用程序調(diào)試    10.2.6  多核調(diào)試的考慮因素  本章小結(jié)第11章  總結(jié)、趨勢和結(jié)論  11.1  發(fā)展趨勢    11.1.1  處理器發(fā)展趨勢    11.1.2  軟件挑戰(zhàn)    11.1.3  帶寬挑戰(zhàn)  11.2  結(jié)論附錄術(shù)語表

章節(jié)摘錄

插圖：下面進(jìn)行的對話是過去幾年里我和許多工程師進(jìn)行討論的概況，在此過程中我試著傳達(dá)多核處理器以及相關(guān)工具的價值。這些對話也是激發(fā)我創(chuàng)作后續(xù)章節(jié)的動機。有一位打印成像公司的工程師問我，“用戶使用四核處理器做什么？”起初我設(shè)法去回答這個問題，而且考慮了好久，也沒能給出解答。我想說“我不知道”，但是沒有說出來。我開始迅速轉(zhuǎn)換思維，最終找到了這一問題的答案：多處理器已經(jīng)在計算機系統(tǒng)應(yīng)用多年了；除了降低成本之外，多核處理器與多處理器具有相同的優(yōu)勢。我想起了上研究生時在實驗室的日子，當(dāng)時大量的機器都在滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，用于圖形學(xué)學(xué)生的光線跟蹤項目。我便回答說，“是的，許多應(yīng)用程序得益于采用多處理器提供的強大性能，一個簡單的例子就是圖像處理中可以把任務(wù)切分到不同的處理器核上進(jìn)行?！苯又摴こ處熅驼f，“是啊，我知道一些應(yīng)用程序?qū)闹惺芤?，但是它就沒有一點局限性嗎？”我想到了大量的計算機用戶運行文字處理軟件或瀏覽互聯(lián)網(wǎng)，對多核處理器的需求并不是十分迫切，更不用說現(xiàn)在還有最快的單核處理器可以使用。接著，我想到了以下這幾點：·誰說640KB的計算機內(nèi)存曾經(jīng)任何人都需要呢？·具有多中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）的系統(tǒng)還沒有面向大眾市場，因此開發(fā)人員也沒有時間真正開發(fā)出從中受益的應(yīng)用程序。我說，“這是一個典型的雞和蛋的問題。由于價值決定價格，工程師往往千方百計地發(fā)揮設(shè)備的潛力，微處理器供應(yīng)商也希望消費者看到多核的價值。隨著開發(fā)人員深入的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，開發(fā)工具將更加成熟，多處理器開發(fā)也變得更加簡單，這一過程也許會有些反復(fù)，但隨著時間的推移，在給定開發(fā)系統(tǒng)中將有更多可以使用的處理器核。我們將發(fā)現(xiàn)，到底是什么樣的應(yīng)用程序能夠充分利用多核處理器，利用了多少。”該工程師接著提問，“你提到了‘開發(fā)人員學(xué)習(xí)’。如果我還有能力去學(xué)習(xí)的話，那么我還需要學(xué)習(xí)點什么呢？”關(guān)于這一點，我確實不想打消該工程師的積極性，但也希望能坦率和真誠地把縈繞在我腦海里的幾點內(nèi)容說出來：·并行程序設(shè)計將成為主流，軟件工程師需要能夠熟練地設(shè)計和開發(fā)多線程程序?！ぴ诓⑿谐绦蛟O(shè)計中，重視軟件的穩(wěn)定性和性能，軟件工程師必須對處理器核的通信和控制進(jìn)行協(xié)調(diào)?！耙霃亩嗪颂幚砥髦械玫礁嗟囊嫣?，需要進(jìn)行軟件修改。進(jìn)行這些修改的開發(fā)人員必須理解并行程序設(shè)計所帶來的潛在問題?！薄笆裁礃拥膯栴}？”過度工作的工程師這樣問道，同時也知道答案將不是他所喜歡的?！氨热鐢?shù)據(jù)競爭、同步及與之相關(guān)的挑戰(zhàn)，負(fù)載平衡等，這些問題下次再討論?！?/pre>




編輯推薦
《嵌入式多核系統(tǒng)軟件開發(fā)嵌入式Intel體系結(jié)構(gòu)實用指南》：多核開發(fā)速成在嵌入式軟件開發(fā)中，如何才能充分利用多核處理器呢？使用多核和虛擬化技術(shù)，可在系統(tǒng)中同時運行多個操作系統(tǒng)，這一技術(shù)可以激發(fā)嵌入式設(shè)備的潛能。通過《嵌入式多核系統(tǒng)軟件開發(fā)嵌入式Intel體系結(jié)構(gòu)實用指南》可深入理解多核處理器，理解其在嵌入式應(yīng)用開發(fā)過程中所面臨的挑戰(zhàn)及機遇。全書對在多核體系結(jié)構(gòu)中處于領(lǐng)先的Intel體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)講解及應(yīng)用?！肚度胧蕉嗪讼到y(tǒng)軟件開發(fā)嵌入式Intel體系結(jié)構(gòu)實用指南》注重實踐指導(dǎo)，并提供基本素材，幫助開發(fā)人員抓住應(yīng)用多核處理器時的問題根源。對于嵌式應(yīng)用，《嵌入式多核系統(tǒng)軟件開發(fā)嵌入式Intel體系結(jié)構(gòu)實用指南》通過詳細(xì)的實例，逐步給出有效利用多核處理器的學(xué)習(xí)指導(dǎo)?！肚度胧蕉嗪讼到y(tǒng)軟件開發(fā)嵌入式Intel體系結(jié)構(gòu)實用指南》要點Intel多核體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用，多核處理器給嵌入式系統(tǒng)帶來的好處，利用線程進(jìn)行標(biāo)量優(yōu)化，及并行優(yōu)化虛擬化及任務(wù)分配，嵌入式系統(tǒng)調(diào)試。





圖書封面



圖書標(biāo)簽Tags
無




評論、評分、閱讀與下載



還沒讀過(68)
勉強可看(493)
一般般(841)
內(nèi)容豐富(3491)
強力推薦(286)


 


    嵌入式多核系統(tǒng)軟件開發(fā)嵌入式Intel體系結(jié)構(gòu)實用指南 PDF格式下載