一种面向多核DSP的小容量紧耦合快速共享数据池

5.3 扩展性分析

在消除了FSDP的访问冲突之后，所有DSP核可以同时访问不同的存储体。理论上来看，FSDP的访问带宽可以随着DSP核数量的增长而线性增长，具有良好的可扩展性。为此，我们进行了分析与实验。定义B为FSDP的有效访问带宽，即在考虑访存延迟和工作频率的情况下所有DSP核访问FSDP的实际存储带宽；N表示DSP核的数量。本文在N=1～8的情况下分别对FSDP进行了单独的设计实现，得到了B与N的关系，如图8所示。

图8 FSDP有效访问带宽与DSP核数量的关系

由实验结果可见，当N小于5时， B快速增长，与N呈近似的线性关系。随着N的进一步增大，DSP核与存储体之间的控制逻辑开销、互连总线和交叉开关端口数量以O(N2)量级增长，FSDP的工作频率开始下降，访问延迟越来越大，FSDP的有效访问带宽增长十分缓慢。因此，FSDP更适合于5核以内的多核DSP。当DSP核数量超过8核以上时，我们将以4核为一个超节点进行结构扩展。超节点内部采用FSDP实现紧耦合的数据传输，超节点之间通过片上网络（NoC）或者其他共享存储结构进行数据传输。

7 结束语

相比传统的Cache结构，便笺式存储器具有更灵活的结构、简洁的控制逻辑、更低的访问延迟和方便的数据管理等诸多优势。本文针对多核DSP架构设计的快速共享数据缓冲池FSDP结合了便笺式存储器的结构特点和共享存储结构的编程需要，采用软/硬件联合的设计方法，为多核DSP之间传输细粒度共享数据提供了一个紧耦合的快速通路，相比共享二级Cache和DMA传输方式具有更好的传输效率，是一种新型而实用的、可扩展多核共享存储结构。今后，我们将深入研究面向多核处理器的高性能共享存储结构，增强片上存储的可扩展性和可重构能力，进一步提高多核SoC的存储带宽。