嵌入式多核系统软件开发

译者序

前言

致谢

第1章绪论

1.1写作目的

1.2多核处理器的出现

1.3多处理器系统不是一项新技术

1.4应用程序需要采用多线程

1.5软件是负担还是机遇

1.6什么是嵌入式

1.7嵌入式有何独特性

本章小结

第2章基本系统和处理器体系结构

2.1性能

2.2嵌入式Intel体系结构处理器发展历程

2.2.1Intel186处理器

2.2.2Intel386处理器

2.2.3Intel486处理器

2.2.4IntelPentium处理器

2.2.5IntelPentiumⅢ处理器

2.2.6IntelPentiumⅣ处理器

2.2.7IntelPentiumM处理器

2.2.8IntelXeonLV及ULV双核处理器和IntelXeon5100系列双核处理器

2.2.9嵌入式IntelCore2双核处理器

2.2.10IntelXeon5300系列四核处理器

2.3嵌入式系统及其处理器的发展趋势

2.3.1未来45nm工艺嵌入式处理器

2.3.2IntelAtom处理器内核

2.3.3Tolapai片上系统加速器

2.4x86汇编语言指导

2.4.1x86汇编基础

2.4.2提示1：关注小范围

2.4.3提示2：快速识别源操作数和目标操作数

2.4.4提示3：了解基本寄存器和存储器访问

2.4.5提示4：熟悉常用操作

2.4.6提示5：把参考手册当成好助手

2.4.7提示6：注意编译器的优化

2.4.8提示7：反汇编与源程序的相关性

2.4.9汇编实例指南

本章小结

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第3章多核处理器与嵌入式

3.1采用多核处理器的目的

3.2多核处理器体系结构

3.2.1同构多核与异构多核

3.2.2对称多核与非对称多核

3.3多核处理器给嵌入式系统带来的好处

3.4嵌入式市场与多核处理器

3.4.1无线通信基础设施

3.4.2工业控制

3.4.3国家机关的应用

3.4.4企业基础安全

3.4.5车载娱乐

3.4.6互动终端

3.4.7语音及整合通信

3.4.8数字安全监控

3.4.9存储

3.4.10医疗

3.5多核处理器的性能评价

3.5.1单核性能基准测试程序

3.5.2多核性能基准测试程序

3.5.3功耗基准测试

3.5.4应用性能评价

3.5.5嵌入式系统的性能特点

3.5.6审查基准测试程序数据

本章小结

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第4章移植到Intel多核处理器

4.1移植到Intel体系结构

4.1.132位与64位支持

4.1.2字节顺序：大端与小端

4.1.3关于BIOS和OS

4.2支持SMP操作系统

4.2.1基本MESI协议

4.2.2设备驱动程序和内核程序

4.3多核处理器开发工具的发展

4.3.1OpenMP

4.3.2自动并行化

4.3.3猜测预执行

4.3.4线程库

4.3.5图形设计工具

4.3.6调试

4.3.7性能分析工具

本章小结

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第5章标量优化与可用性

5.1编译器优化

5.1.1一般优化

5.1.2高级优化

5.1.3高级优化选项

5.1.4辅助优化

5.2优化流程

5.3可用性

5.3.1诊断

5.3.2兼容性

5.3.3编译时间

5.3.4预编译头文件

5.3.5并行编译

5.3.6代码规模

5.3.7代码覆盖

5.3.8调试优化结果

本章小结

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第6章线程级并行优化

6.1并行化基础知识

6.1.1线程

6.1.2分解

6.1.3可伸缩性

6.1.4并行处理的局限性

6.1.5线程技术需求

6.2线程开发周期

6.2.1分析

6.2.2设计与实现

6.2.3调试

6.2.4调整

本章小结

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第7章案例研究：数据分解

7.1案例概述

7.2构建过程

7.3分析

7.4设计和实现

7.5调试

7.6调整

本章小结

第8章案例研究：功能分解

8.1Snon

8.1.1程序简介

8.1.2构建过程

8.2分析

8.2.1串行优化

8.2.2基准

8.2.3串行优化结果

8.2.4执行时间分析

8.2.5函数调用关系图

8.3设计与实现

8.3.1线程化Snort

8.3.2代码修改

8.3.3流定位

8.3.4流定位的代码修改

8.4Snort调试

8.5调整

本章小结

第9章虚拟化和分区

9.1概述

9.2虚拟化和分区

9.2.1VMM体系结构

9.2.2虚拟化的应用模型和优点

9.2.3电信／嵌入式领域中的应用前景

9.3技术和设计因素

9.4虚拟化的电信实例

9.4.1建立和配置BKM

9.4.2计算和网络L／O性能

本章小结

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第10章迎接低功耗Intel体系结构

10.1体系结构

10.1.1顺序执行

10.1.2节能软件的多种技术

10.2嵌入式系统调试

10.2.1嵌入式系统调试历史概述

10.2.2JTAG和嵌入式调试未来发展趋势

10.2.3硬件平台的构建

10.2.4操作系统和设备驱动程序调试

10.2.5应用程序调试

10.2.6多核调试的考虑因素

本章小结

第11章总结、趋势和结论

11.1发展趋势

11.1.1处理器发展趋势

11.1.2软件挑战

11.1.3带宽挑战

11.2结论

附录

术语表

　　本书从多处理器的硬件结构入手，全面阐述了嵌入式多核软件开发技术，以及嵌入式多核技术与其他技术的融合，如多线程技术和虚拟化等。并基于最新的Intel嵌入式多核体系结构对嵌入式多核软件开发过程中所遇到的技术问题进行了全面阐述。全书共分为11章，分别介绍了嵌入式多核处理器的概念、嵌入式Intel多核体系结构处理器及开发技术、多核处理器性能量化方法、嵌入式多核x86处理器移植、可用性技术、多线程开发技术、虚拟化和分区、多处理器优化技术、电能利用技术等内容。本书面向当前嵌入式多核软件开发的技术前沿，对嵌入式多核软件开发过程中面临的一些技术挑战进行了全面阐述。　　本书系统阐述了嵌入式多核系统软件开发的技术，并基于主流的Intel嵌入式多核系统给出许多开发实例。全书共分为11章，分别介绍了嵌入式多核处理器的概念、嵌入式Intel多核体系结构处理器、多核处理器性能量化方法、嵌入式多核处理器移植、可用性技术、多线程开发、线程级并行优化、虚拟化和分区、多处理器优化技术、电能利用技术等内容。　　本书采用模块化的结构安排、理论阐述与应用实例相结合的叙述方式，最大限度帮助读者掌握嵌入式多核开发技术。　　本书可作为计算机科学与技术、电子科学与技术、电子信息工程等专业相关师生学习用书，也可供相关科研与工程技术人员参考。