四個(gè)嵌入式CPU標(biāo)準(zhǔn)面臨的共同挑戰(zhàn)

四家在國(guó)防市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的嵌入式計(jì)算機(jī)供應(yīng)商為嵌入式系統(tǒng)編寫(xiě)了四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。它們是：矢量，信號(hào)和圖像處理庫(kù)（VSIPL）;實(shí)時(shí)消息傳遞接口（MPI/RT）;消息傳遞接口（MPI）;和Data Reor -

組織接口（DRI）。以下是它們是什么以及每種情況發(fā)生了什么。

VSIPL是一個(gè)專(zhuān)為矢量和信號(hào)處理而定制的數(shù)學(xué)庫(kù)。該庫(kù)的公共域工作站實(shí)現(xiàn)目前可從TASP COE計(jì)劃獲得。 VSIPL規(guī)范不依賴于語(yǔ)言;它是為C編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的。此外，雖然VSIPL包含負(fù)責(zé)設(shè)置操作的對(duì)象，但它不是面向?qū)ο蟮腁PI?，F(xiàn)在還不清楚如何在現(xiàn)代的面向?qū)ο罂蚣苤袑?shí)現(xiàn)相同的API，例如C ++。與此同時(shí)，用C ++編寫(xiě)的現(xiàn)代基于模板的庫(kù)似乎達(dá)到了相當(dāng)?shù)男阅芩健?/p>

在所有最近的標(biāo)準(zhǔn)中，VSIPL最有可能被用戶采用，因?yàn)樗膶?shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單，并且與硬件和系統(tǒng)軟件的工作方式不沖突。它的問(wèn)題都與性能和開(kāi)銷(xiāo)有關(guān)，用戶可以及時(shí)學(xué)習(xí)繞過(guò)它們，或者可以在實(shí)施者的幫助下消除它們。用戶還沒(méi)有急于接受VSIPL規(guī)范，因此供應(yīng)商采用了觀望策略。

功能子集

大多數(shù)供應(yīng)商都實(shí)現(xiàn)了一小部分功能調(diào)用根據(jù)客戶的要求提供更多功能的想法。另一方面，用戶并不急于采用VSIPL，因?yàn)樗麄兠媾R困境：使用VSIPL意味著放棄經(jīng)過(guò)充分測(cè)試并經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的遺留代碼。在VSIPL中重新編碼相同的數(shù)學(xué)方法在短期內(nèi)是繁瑣，昂貴和無(wú)利可圖的。

MPI/RT是一個(gè)消息傳遞庫(kù)，它在實(shí)時(shí)多處理環(huán)境中標(biāo)準(zhǔn)化節(jié)點(diǎn)之間的通信。 MPI/RT不是實(shí)時(shí)系統(tǒng)的MPI擴(kuò)展，正如論壇開(kāi)始創(chuàng)建新規(guī)范時(shí)所預(yù)期的那樣。與MPI不同，它是一種面向?qū)ο蟮腁PI，它基于“延遲早期綁定”的原則。這意味著必須在每個(gè)應(yīng)用程序的開(kāi)頭精確定義節(jié)點(diǎn)之間預(yù)期通信的復(fù)雜細(xì)節(jié)，并且在進(jìn)程之間交換任何數(shù)據(jù)，消息或信號(hào)之前很久。

也許所需要的是新的授予MPI/RT工作站版本的唯一目的，就像MPI一樣。不幸的是，資助機(jī)構(gòu)在啟動(dòng)這種標(biāo)準(zhǔn)化和可移植性工作方面有著悠久的歷史，并且在這些項(xiàng)目期間沒(méi)有跟進(jìn)額外的資助。因此，在MPI/RT開(kāi)發(fā)工作中是否可以獲得這樣的授權(quán)是值得懷疑的。

MPI

MPI存在了大約八年，是一個(gè)較舊的消息傳遞庫(kù)，它標(biāo)準(zhǔn)化了多處理環(huán)境中節(jié)點(diǎn)之間的通信。嵌入式系統(tǒng)用戶可能會(huì)質(zhì)疑API的特性：

MPI提倡舊式過(guò)程編程技術(shù)，這些技術(shù)依賴于發(fā)送和接收功能來(lái)分發(fā)與數(shù)據(jù)保持獨(dú)立的數(shù)據(jù)。功能。

MPI通信基于后期綁定協(xié)議，會(huì)損害性能。在執(zhí)行發(fā)送或接收功能之前，系統(tǒng)不知道通信即將發(fā)生。在數(shù)據(jù)傳輸之后，沒(méi)有信息被保留以指示可以再次使用相同的通信線路，從而阻止系統(tǒng)優(yōu)化重復(fù)的數(shù)據(jù)移動(dòng)。

MPI不是為嵌入式和實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。但是，它的存在時(shí)間比任何其他便攜式軟件標(biāo)準(zhǔn)都要長(zhǎng)，并且得到了公共工作站版本的強(qiáng)力支持。嵌入式系統(tǒng)供應(yīng)商采用MPI為其平臺(tái)感受到客戶的壓力，用戶經(jīng)常將其用于基準(zhǔn)測(cè)試目的。該庫(kù)的某些版本甚至已經(jīng)安裝在面向國(guó)防的實(shí)驗(yàn)室中，以協(xié)助在桌面環(huán)境中進(jìn)行的研究項(xiàng)目。但是當(dāng)談到嵌入式和實(shí)時(shí)系統(tǒng)的部署時(shí)，以及人的生命依賴于系統(tǒng)可靠性和性能的情況下，不使用MPI。

不幸的是，MPI/RT論壇無(wú)法創(chuàng)建MPI的實(shí)時(shí)擴(kuò)展，這將擴(kuò)展到現(xiàn)有的MPI功能，并提供錯(cuò)誤處理和嵌入式應(yīng)用程序中急需的恢復(fù)過(guò)程。在目前情況下，MPI將繼續(xù)不足以用于嵌入式系統(tǒng)，MPI/RT將繼續(xù)疏遠(yuǎn)新應(yīng)用的潛在設(shè)計(jì)者。這種情況違背了嵌入式系統(tǒng)編程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的可行性。

DRI是一個(gè)高級(jí)庫(kù)，它使用底層通信機(jī)制（如MPI或MPI/RT）在本地重新分配多維數(shù)據(jù)集在眾多處理節(jié)點(diǎn)中。潛在用戶可能會(huì)在以下方面質(zhì)疑此API：

DRI規(guī)范不完整，并且不清楚何時(shí)完成1.0版。初步規(guī)范仍然包含邏輯錯(cuò)誤和矛盾，需要縮小其重點(diǎn)，而不是爭(zhēng)取更多的一般性。

關(guān)于DRI分配數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和底層通信機(jī)制的屬性存在未解決的問(wèn)題。多維數(shù)據(jù)空間。

盡管應(yīng)用程序和底層通信協(xié)議都可以提供自己的分配機(jī)制，但仍在考慮DRI內(nèi)存分配。

MPI和MPI/RT是完全不同的，以引起人們的懷疑，即兩個(gè)API都可以支持DRI級(jí)別上顯示的相同類(lèi)型的數(shù)據(jù)移動(dòng)。