Tips_编程模型(SoC)(application programming model)

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复杂SoC开发需要新的编程模型

从最近为期一周的多处理器SoC(MPSoC)会议中可以清晰地得到一个结论：许多工作正围绕下一代系统级芯片(SoC)的硬件开发而展开，然而在如何对这些复杂芯片进行编程的问题上，我们却没有拿出非常理想的解决方案。
任何计算平台都必须具备一个编程模型，以此来确定如何开发出运行在该平台上的软件。一个好的模型能够利用抽象化(abstract)来屏蔽底层执行平台的某些细节，同时也能使编程人员充分发掘硬件的功能。然而，正如MPSoC研讨者们所指出的，现有的编程模型并不适用于复杂SoC。我们需要新的编程模型，它能够更好地抽象化硬件/软件接口和内部交互，以及定义这些接口的CPU。

法国Grenoble的TimaLaboratory正开发一种“基于服务的组件模型”，能够同时对硬件和软件进行抽象化，这种方法将功能服务从其本身的访问机制中分离出来，建立一个能够表示每个从抽象特性到RTL代码的单一模型。

当一个SoC中存在多个CPU时，通常用户希望能有一个并行编程模型来充分发挥硬件的性能。圣彼得堡航空航天仪器仪表大学(St.PetersburgStateUniversityofAerospaceInstrumentation)的研究人员正致力于这项技术，他们主要研究任务级和进程级的并行处理，同时利用Visa(一种采用AGP模型的交互、图形化并行编程语言)开发了一系列“异步发生过程”模型。

飞利浦研发机构PhilipsResearch也在对多处理器SoC的并行编程模型进行研究。由于目前的编程模型过于面向底层，飞利浦正着重于开发它称为“任务传输层”(tasktransactionlevel)的“以接口为中心”的设计。

随着所有公司进军具有知识产权、工具和服务的SoC市场，会有越来越多的编程模型不断出现。近来一些非常引人注目的多处理器SoC已经进入市场，如IBM的Cell处理器。MPSoC的几个分组会议中都介绍了Cell的硬件设计，但没有关于编程模型的更多信息。

如果你是一个SoC设计小组的成员，那么在下一个设计总结会上你就可能会提出一个敏感的问题——毫无疑问，我们能够在SoC中设计多处理器、存储器、外围接口和快速总线结构，但我们的用户真的能够对这些SoC实现编程吗？他们能充分发挥我们所设计的这些硬件的全部性能吗？

作者：RichardGoering(rgoering@cmp.com)，EETimes设计自动化专栏编辑主任
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《多处理SoC需新思维，业界展示SoC编程改进模型》

日前参与多处理器系统级芯片(MPSoC)研讨会的人士表示，必须改进编程模型以充分利用下一代SoC。

编程模型定义了一种SoC平台开发的方式。它采用抽象来隐藏潜在的执行平台。传统上，编程模型来自于软件世界，但MPSoC主办者兼法国TIMA实验室系统级综合部负责人AhmedJerraya表示，现在业界需要面向多处理SoC的新思维。

“当我们开发硬件/软件接口时，我们需要不同的编程模型。硬件和软件都必须抽象化。”Jerraya表示。此外，他指出，编程模型还必须抽象定义硬件/软件接口的CPU。当今的编译通常忽略了CPU环境。

因此，面向SoC的并行编程模型必须变得更为直截了当，以说明CPU结构组织、总线功能模型接口、指令集仿真、交易级模型，以及最终的RTL硬件。“硬件/软件接口协同设计需要统一的代表硬件、软件和CPU的模型。”Jerraya表示。

TIMA的系统级综合部FredericPetrot展示了一种可能的解决方案。他表示，TIMA正在开发一种“基于服务的元件模型”，能处理硬件和软件。这种模型有两部分——接口，包含服务声明和数据结构，以及参数化的实现。目标是实现一个单一模型，能从抽象规范到RTL描述系统设计，并自动生成wrappers和交易器(transactor)。

丹麦技术大学信息及数学建模教授JanMadsen则展示了一种称为ARTS的系统级建模框架。“总体思路是愿意尝试新事物，如新处理器和新时序安排。”

ARTS是基于SystemC的仿真环境，能检测所选特定的实时操作系统、处理器、网络拓扑及任务映射的因果关系。他演示了该模型如何检测处理器利用、总线冲突及存储文件。

加拿大蒙特利尔Ecole理工学院教授GabrielaNicolescu则畅谈了包含MEMS、光学或电生物元件的异类SoC规范和验证要求。

关键是构建减少物理原型的模拟并仿真。一种可能性是扩展语言，例如Verilog-AMS，另外一种可能性是创建允许不同类模型计算的环境，如伯克莱大学的Ptolemy。Nicolescu表示，其大学拥有一个SystemC/Simulink环境的工作原型，能够提供集成连续及离散项目的仿真。

俄国圣彼得堡航空仪器州立大学高性能计算机和网络技术学院院长YuriySheynin认为，多处理器SoC编程需要高效的语言、方法论和工具。他领导的小组开发出一套用于并行计算的“异步成长流程(AGP)”图形化模型，基于异步分配控制，能描述所有流程的互动。该小组还开发出了一种并行编程语言Visa，特别针对AGP模型使用。

www.linuxsir.org/bbs/printthread.php?t=74857
GUI编程－同步化的编程模型
http://nalai.net/content/view/316128/32/《 J2EE开发框架发展简史》
JDBC以一种错误的编程模型来强制开发者用Java代码来处理关系思想。

Hibernate并不是全新的，它的ORM思想在这个领域很普遍，但它提供的编程模型比其他任何竞争者都容易使用、都来的直接，它为ORM的使用提供了更加易用、廉价的途径。

下一代的J2EE规范将拥抱更简单的POJO编程模型，就像Spring和Hibernate做的一样。

一个基于struts，hibernate的项目，业务逻辑很难搞定。尽管对于这种问题，J2EE规范提出了解决方案（EJB），但仍旧没有一个合适的编程模型。(spring很好地解决了这个问题)