C2H 是一种可以直接对ANSI C 函数定制硬件加速的技术,在推出短短的一年时间内就得到了嵌入式及FPGA 设计者的广泛使用。C2H 编译器能分析程序要加速实现的存储器接口类型,生成硬件加速器逻辑以及合适的Avalon(总线互联架构)的主机和从机接口,达到与存储器延时的匹配。这样,分担了处理器的数据计算和存储器访问任务,使处理器能够更好的处理其他任务。
随着视频监控系统的广泛应用,人们对监控系统的实时性提出了更高的要求,特别是在数据的高速采集应用中,传统技术在处理速度上面临着严峻的考验,当前通用的解决方案很难满足用户日益提高的需求。为此,Altera 公司于2006 年4 月7 日提出了C2H 技术。这个技术的实质是通过硬件映射的方式直接用硬件对C 语言进行加速,获得系统性能的提高。
数据表明,与未采用C2H 加速的系统相比,采用NiosII C2H 编译器加速的系统性能提高了10 到45 倍,而耗费的逻辑资源仅比处理器本身多出0.7 至2.0 倍。NiosII C2H 编译器是基于Eclipse 的NiosII 集成开发环境(IDE)中的一个插件。同时,C2H编译器具有识别并行运行事件的功能,能在硬件中同时运行相互独立的事件。与前面结果无关的事件将被尽早的执行。软件调用以线程的方式进行加速——每个加速器完全并行运行,真正的多任务系统(CPU, 硬件加速器)。
C2H的使用需要进行反复的调试,直到性能符合设计要求。具体流程如下:
(1)在NiosII中开发和调试C程序;
(2)分析C程序,找到最适合加速的部分;
(3)将需要加速的代码段写成一个独立的子函数;
(4)指定这个函数为硬件加速的函数;
(5)在NiosII IDE中重新编译整个工程;
(6)分析硬件加速的结果,观察C2H报告;
由于传统技术的限制,视频监控系统的性能很难有较大的提升。为了解决这个问题,在分析视频监控系统各部分时耗的基础上,引入了C2H(C-to-Hardware)新技术对系统中耗时大的环节——数据读写环节进行硬件加速,有效的提高了视频监控系统的性能。通过测试数据表明,视频监控系统中应用了C2H 技术加速后,数据读写速度提升十几倍,使整个系统性能得到明显提高。
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