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关于多核软件开发套件详解
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2017-10-20
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多核数字信号处理器 （DSP） 现已开始在不同的细分市场逐渐推广， 包括测量测试、关键任务、工业自动化、医疗与高端影像设备，以及高性能计算等。随着这些应用的处理需求不断增长，德州仪器 （TI） 通过了新一代可扩展高性能TMS320C66x 多核 DSP。C66x 器件建立在 TI KeyStone 架构基础之上，可为多核器件中的每个内核提供全面的处理功能，是实现真正多核创新的平台。TI C66x 高性能 DSP 包括采用单、双、四以及八内核配置提供的引脚兼容及可扩展器件。
德州仪器 （TI） 对多核 DSP 编程模型思路非常全面，已经开发出一系列能够在 TI 多核 DSP 平台上实现快速开发的可扩展工具与软件。本文主要介绍 TI 多核软件开发套件 （MCSDK），具体内容涵盖对各种可用软件套件以及实用程序及工具链的概述，可为编程人员开发 Linux 等高级操作系统以及实时操作系统SYS/BIOS 助一臂之力。
MCSDK 的优势
TI MCSDK 旨在提供一个软件开发环境，通过 TI 高性能多核 DSP 平台实现快速开发，加速产品上市进程。MCSDK 实现这一目标的方法包括：
为客户提供经测试的良好集成型通用软件层，客户无须从头开发通用层。例如，TI MCSDK 为配置和控制各种片上外设及加速器集成并测试了各种驱动器。客户可使用驱动器接口加强片上输入输出 （I/O） 机制以及加速功能。由于该软件是专为器件优化的，因此使用 MCSDK 的客户可从理想的性能优势中获益；
集成 SYS/BIOS 实时操作系统及 Linux 高级操作系统支持；
为简化编程以及在 TI 可扩展多核 DSP 平台上实现未来可移植性提供定义完善的应用编程接口。例如，用于内部核心通信的 API 可在不进行任何代码修改的情况下，扩展支持 TI 多核 DSP 的双、四或八内核版本。此外，相同 API 还可用于使用 Serial RapidIO 等行业标准 IO 实现器件间的通信；
建立示例文档，可帮助编程人员开发其应用。这些示例将为在多核上运行 RTOS 和在多核上同时运行 RTOS 与 HLOS 提供有力帮助。此外，这些示例还将展示各种应用情况，不但可帮助客户开发新应用，而且还可提供一个从单内核系统到多核系统或从多核系统到单内核系统移植的路径；
与 Code Composer Studio等 TI 工具以及 TI 第三方工具生态系统集成。
下图（图 1）是上述 MCSDK 及各种组件的概览图。
▲图 1. TI MCSDK 组件
TI MCSDK 实际上由两个软件生态系统构成。第一个生态系统基于 Linux，第二个基于 SYS/BIOS。两个都包含可帮助客户便捷启动开发的所有功能性软件。每个生态系统都包含用于多核器件编程的各种机制（比如处理器间通信），在相同器件的不同内核上既可独立使用，也可组合使用。以下章节将总体介绍每个 MCSDK 组件。
Linux MCSDK
Linux 多核软件开发套件 （MCSDK） 为支持运行在 TI C66x 系列高性能多核 DSP 上 的 Linux 生态系统奠定了坚实基础。该套件包含可随时投入使用的 Linux 内核、驱动器、样片应用以及经验证的工具，可充分满足客户的产品开发需求。Linux MCSDK 以开源发行版形式在 www.linux-c6x.org 上提供，包含预构建二进制程序，可随时通过在参考平台上运行来演示 TI 高性能多核 DSP 的功能。
总体而言，支持 C66x 多核 DSP 的 Linux 是 C66x 多核客户、独立开发者以及厂商协作社区推动的结果，可帮助参与和强化总体开发生态系统。目前已有多个参与方参与内核与工具链的开发和上游对接。具体包括 GCC 工具链的 CodeSourcery（现在是 Mentor EmbeddedTM 的一部分）以及内核社区知名的 Linux 开发商等。
生态系统组件
对 Linux 生态系统的支持预计将是各种更丰富高性能应用的关键使能技术，可帮助客户轻松推出基于 TI C66x 多核 DSP 的平台。总的来说，该基础架构可通过增添市场导向型应用来帮助客户降低开发成本，集中精力提升价值定位。
Linux MCSDK 采用 uClinux 类内核，因其较小的占位面积非常适合多核 DSP 的开发。另外，Linux MCSDK 还包含支持访问 DSP 内部所有外设的器件驱动器，这些外设将随实际 DSP 的不同而不同。
德州仪器 （TI） 对多核 DSP 编程模型思路非常全面，已经开发出一系列能够在 TI 多核 DSP 平台上实现快速开发的可扩展工具与软件。本文主要介绍 TI 多核软件开发套件 （MCSDK），具体内容涵盖对各种可用软件套件以及实用程序及工具链的概述，可为编程人员开发 Linux 等高级操作系统以及实时操作系统SYS/BIOS 助一臂之力。
MCSDK 的优势
TI MCSDK 旨在提供一个软件开发环境，通过 TI 高性能多核 DSP 平台实现快速开发，加速产品上市进程。MCSDK 实现这一目标的方法包括：
为客户提供经测试的良好集成型通用软件层，客户无须从头开发通用层。例如，TI MCSDK 为配置和控制各种片上外设及加速器集成并测试了各种驱动器。客户可使用驱动器接口加强片上输入输出 （I/O） 机制以及加速功能。由于该软件是专为器件优化的，因此使用 MCSDK 的客户可从理想的性能优势中获益；
集成 SYS/BIOS 实时操作系统及 Linux 高级操作系统支持；
为简化编程以及在 TI 可扩展多核 DSP 平台上实现未来可移植性提供定义完善的应用编程接口。例如，用于内部核心通信的 API 可在不进行任何代码修改的情况下，扩展支持 TI 多核 DSP 的双、四或八内核版本。此外，相同 API 还可用于使用 Serial RapidIO 等行业标准 IO 实现器件间的通信；
建立示例文档，可帮助编程人员开发其应用。这些示例将为在多核上运行 RTOS 和在多核上同时运行 RTOS 与 HLOS 提供有力帮助。此外，这些示例还将展示各种应用情况，不但可帮助客户开发新应用，而且还可提供一个从单内核系统到多核系统或从多核系统到单内核系统移植的路径；
与 Code Composer Studio等 TI 工具以及 TI 第三方工具生态系统集成。
下图（图 1）是上述 MCSDK 及各种组件的概览图。
▲图 1. TI MCSDK 组件
TI MCSDK 实际上由两个软件生态系统构成。第一个生态系统基于 Linux，第二个基于 SYS/BIOS。两个都包含可帮助客户便捷启动开发的所有功能性软件。每个生态系统都包含用于多核器件编程的各种机制（比如处理器间通信），在相同器件的不同内核上既可独立使用，也可组合使用。以下章节将总体介绍每个 MCSDK 组件。
Linux MCSDK
Linux 多核软件开发套件 （MCSDK） 为支持运行在 TI C66x 系列高性能多核 DSP 上 的 Linux 生态系统奠定了坚实基础。该套件包含可随时投入使用的 Linux 内核、驱动器、样片应用以及经验证的工具，可充分满足客户的产品开发需求。Linux MCSDK 以开源发行版形式在 www.linux-c6x.org 上提供，包含预构建二进制程序，可随时通过在参考平台上运行来演示 TI 高性能多核 DSP 的功能。
总体而言，支持 C66x 多核 DSP 的 Linux 是 C66x 多核客户、独立开发者以及厂商协作社区推动的结果，可帮助参与和强化总体开发生态系统。目前已有多个参与方参与内核与工具链的开发和上游对接。具体包括 GCC 工具链的 CodeSourcery（现在是 Mentor EmbeddedTM 的一部分）以及内核社区知名的 Linux 开发商等。
生态系统组件
对 Linux 生态系统的支持预计将是各种更丰富高性能应用的关键使能技术，可帮助客户轻松推出基于 TI C66x 多核 DSP 的平台。总的来说，该基础架构可通过增添市场导向型应用来帮助客户降低开发成本，集中精力提升价值定位。
Linux MCSDK 采用 uClinux 类内核，因其较小的占位面积非常适合多核 DSP 的开发。另外，Linux MCSDK 还包含支持访问 DSP 内部所有外设的器件驱动器，这些外设将随实际 DSP 的不同而不同。
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