飛騰1500A+景嘉微7200+銀河麒麟下應(yīng)用軟件的開發(fā)

張澤玉

（中船智能(上海)信息科技有限公司 上海市 201200）

在各行業(yè)自主研發(fā)的大趨勢下，國產(chǎn)CPU，GPU，操作系統(tǒng)等電子信息技術(shù)產(chǎn)品的技術(shù)已日趨成熟穩(wěn)定。21世紀至今，國產(chǎn)CPU 經(jīng)過幾十年的發(fā)展與積累，已經(jīng)取得的長足的進步，并且大部分都已經(jīng)擁有了專屬的GPU。從“十五”開始，國家的正確決策，導(dǎo)向及相關(guān)政策的大力扶持，自主性已經(jīng)成為了國產(chǎn)電子產(chǎn)品的后幾十年的主要發(fā)展方向。泰山計劃，863 計劃等使得一批國產(chǎn)CPU品牌得到了快速的發(fā)展與壯大。在經(jīng)歷過數(shù)十年的艱辛探索，目前，國產(chǎn)CPU 產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模，涌現(xiàn)出一批領(lǐng)軍企業(yè)。

1 飛騰1500A

1.1 高效能桌面芯片F(xiàn)T-1500A/4

FT-1500A/4 芯片集成4 個飛騰自主研發(fā)的高能效處理器內(nèi)核FTC660，采用亂序四發(fā)射超標量流水線，芯片采用片上并行系統(tǒng)（PSoC）體系結(jié)構(gòu)、高效片上網(wǎng)絡(luò)和高帶寬低延遲的存儲系統(tǒng)，兼容64 位ARMV8 指令集并支持ARM64 和ARM32 兩種執(zhí)行模式。該產(chǎn)品適用于構(gòu)建各種類型的桌面終端、便攜式終端和輕量級服務(wù)器等產(chǎn)品，支持商業(yè)和工業(yè)分級。

1.2 FT1500A與龍芯3A2000性能對比

此次對比配置說明，飛騰臺式機使用FT-1500A 處理器，主頻1.8GHz，搭載銀河麒麟操作系統(tǒng)。龍芯臺式機使用的是LS-3A3000處理器，主頻1GHz，搭載fedora 操作系統(tǒng)。通過開機速度，瀏覽器性能，訪存性能，文檔打開速度及CPU 性能對比來比較兩塊市場比較穩(wěn)定的處理器性能。

首先，使用主流CPU 計算能力基準工具SPEC 來進行測試，結(jié)果如圖1、圖2、圖3。

圖1：SPEC2006 單用戶測試結(jié)果圖

圖2：SPEC2000 單用戶測試結(jié)果圖

圖3：stream 測試結(jié)果圖

從SPEC2006 結(jié)果來看，飛騰各項數(shù)據(jù)占優(yōu)一些，而從SPEC2000 來看兩方數(shù)據(jù)則相差不多。但是從訪存性能上來看，龍芯則更為出色。

我們也從使用計算機是更為直觀的開關(guān)機速度來體驗兩家處理器上的差異，飛騰1500A 雖然在開機速度上不及龍芯3A3000，關(guān)機速度確快于龍芯。相反，龍芯則是關(guān)機速度較慢。

2 景嘉微7200

JM7200 采用28nm CMOS 工藝，支持4K 超高清顯示，支持4路獨立顯示輸出，支持十屏同時輸出，提供多種豐富的外設(shè)接口，可高效完成2D、3D 圖形加速；支持H.264、VC-1、VP8、MPEG2和MPEG4 等格式高清視頻硬件解碼，將CPU 資源占用降至最低；支持對圖像及四路多格式的外輸入視頻進行縮放、旋轉(zhuǎn)、裁剪、疊加、去隔行及融合處理；提供符合OpenGL 規(guī)范的驅(qū)動程序。

在X 窗口系統(tǒng)中，OpenGL 渲染是通過 X 擴展的形式實現(xiàn)的，GLX 是 X 協(xié)議的一種擴展，用于將OpenGL 函數(shù)傳遞給擴展的 X服務(wù)器。GLX 提供一系列 API 接口供應(yīng)用程序使用，這樣一來，應(yīng)用程序可以直接利用 GPU 來進行 3D 渲染從而最大程度減少與Xorg 的交互。另外還提供了多個 3D 窗口和 2D 窗口交互的管理，以及幀存管理接口。

OpenGL API 層實現(xiàn) OpenGL1.5 規(guī)范中的所有函數(shù)接口，包括頂點模塊、光照模塊、紋理模塊、視圖變換模塊、霧化模塊、裁剪面模塊、像素模塊、顯示列表模塊。在這一層會處理所有的錯誤信息，將對這些接口函數(shù)的調(diào)用轉(zhuǎn)化為 3D 渲染引擎中的 OpenGL 狀態(tài)，收集頂點屬性信息，并將 OpenGL 狀態(tài)跟頂點結(jié)合起來，形成繪圖上下文。

3D 圖形渲染引擎負責管理 OpenGL API 層中提交的 OpenGL 狀態(tài)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 GPU 可以接受的命令序列；將 OpenGL API 層提交的不規(guī)整的頂點數(shù)據(jù)、紋理數(shù)據(jù)、像素數(shù)據(jù)等處理成GPU 支持的格式；并提供繪圖上下文管理、顯示列表切換管理、紋理管理等。

3 銀河麒麟

銀河麒麟服務(wù)器操作系統(tǒng)是在“863 計劃”和國家核高基科技重大專項支持下，研制而成的高安全、高可靠、高可用國產(chǎn)操作系統(tǒng)。具有良好的兼容性，支持飛騰、龍芯、鯤鵬、兆芯、海光等國產(chǎn)CPU 平臺，兼容國內(nèi)外主流服務(wù)器、存儲系統(tǒng)、板卡和外部設(shè)備。同時，支持以O(shè)racle、DB2、MariaDB、MySQL 為代表的國際主流數(shù)據(jù)庫，以及以達夢、金倉、神通、南大通用、上容為代表的國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，支持以Weblogic、WebSphere、Tuxedo、JBOSS、Tomcat為代表的國際主流中間件，以及以東方通、中創(chuàng)、金蝶為代表的國產(chǎn)中間件，在開發(fā)環(huán)境方面，支持QtCreator、Eclipse 等開發(fā)環(huán)境，提供配套的C/C++、Java 及主流語言的編譯、測試、調(diào)優(yōu)工具集。提供Python、Perl、PHP、Tcl/Tk、Shell、Go 等編程語言開發(fā)環(huán)境支持，支持軟、硬RAID，支持RAID0、RAID1、RAID5、RAID10等多種模式。支持網(wǎng)絡(luò)冗余，提供多模式網(wǎng)卡綁定功能，滿足不同場景的網(wǎng)絡(luò)需求。

4 FT-1500A+JM7200下的Qt開發(fā)

本次項目中使用Qt 集成開發(fā)環(huán)境，在FT-1500A+JM7200+銀河麒麟下實現(xiàn)應(yīng)用軟件的開發(fā)，軟件涉及數(shù)據(jù)庫遠程訪問，動態(tài)庫靜態(tài)庫的調(diào)用，進程間通訊，多線程并行處理，2 維3 維地圖切換，手勢識別，單雙GPU 切換，面部及智能語音識別。在大量的圖形計算及計算機I/O 頻繁交互的基礎(chǔ)上，F(xiàn)T-1500ACPU 配合JM7200GPU 表現(xiàn)的令人滿意。連續(xù)的大負荷的計算處理對CPU，GPU 有著嚴峻的考驗，加之銀河麒麟良好的兼容性，使應(yīng)用程序在開發(fā)過程中并沒有遇到無法解決的技術(shù)性問題。Qt 憑借強大的可移植性，使得代碼開發(fā)過程中移植部分有了很大的信心。

本次銀河麒麟(x64)下Qt 的版本使用的是Qt5.7。同時也建議大家其他操作系統(tǒng)上安裝Qt 環(huán)境也盡量使用Qt5 以上版本，因為Qt4 安裝時，IDE 集成開發(fā)環(huán)境Qt-creator 需要單獨安裝，而且Qt5以前版本對應(yīng)的MinGW 編譯器是gcc4.4.0 版本，網(wǎng)上也很難能夠找到相關(guān)資料。但是Qt5 之后，編譯器，調(diào)試器及Qt-creator 都集成到安裝軟件中了，不在需要源碼編譯安裝Qt 真的節(jié)省了大量的時間，加上可視化的安裝界面對用戶來說也更加的友好。

這里我安裝配置Qt5.7 后創(chuàng)建helloQt 程序來描述下安裝配置過程中可能遇到的問題。

首先將安裝包.run 解壓后運行。然后選擇需要安裝的組件，Qt圖表，2D 模塊，虛擬鍵盤，網(wǎng)頁設(shè)計等等。建議大家全部選擇安裝，需要占用大概2.3G 左右，Qt 的第三方庫及組件真的非常方便而且美觀。其中主要是Sources 源代碼占用大部分，這樣后面用任何組件的功能我們都可以直接引用。我這里因為只是編寫測試程序，其余組件我沒有選擇。Tools 則為Qt-creator 的安裝，默認是后選的，不需要再單獨安裝了。

接下來，我們可以對Qt 套件進行配置，名稱可以自定義套件名稱，編譯器默認使用/usr/bin 下的gcc 編譯器，當然后面編譯器選項中也可以重新添加或修改編譯器。調(diào)試器會自動使用安裝過程中安裝到/usr/bin 下的gdb 調(diào)試器。Qt 版本在后面Qt Version 中可以選擇，默認會自動選擇剛剛安裝的Qt5.7，構(gòu)建套件相當于總體來配置Kit，其中各個選項都有對應(yīng)的單獨配置的界面。

Qt 版本其實就是qmake 的版本，在上圖中可以瀏覽路徑選擇你需要的qt 版本，默認會自動選擇安裝目錄下bin 下的qmake。Qt編譯器的選擇多樣，一般GCC/g++和MinGW 編譯用的更多。這次我使用的是/usr/bin 下的g++編譯器，名稱則是使用了GCC?？梢蕴砑幽阆胧褂玫木幾g器，選擇編譯器的路徑即可。

Qt 調(diào)試器是使用在Qt-creator 調(diào)試代碼的應(yīng)用場景中，如果你不需要Qt-creatorIDE 去編譯調(diào)試代碼，同樣可以使用qmake+源文件去編譯源代碼。默認Qt-creator 使用/usr/bin 下的gdb 調(diào)試器。同樣，你可以添加克隆和刪除指定的調(diào)試器。

配置好構(gòu)建套件(Kit)后，我們就可以創(chuàng)建一個測試程序helloQt 了。但是構(gòu)建的過程中卻出現(xiàn)了錯誤：Can not find –lGL。這個問題是因為qt 在發(fā)行Linux 版本時，會將libGL 庫生成在其他路徑，而不是Qt-creator 默認尋找的/usr/lib 路徑。而且不同發(fā)行版本的libGL 庫會自動帶版本號例如libGL.so.1.7.0 這樣。所以我們的思路就是先找到libGL.so 生成到哪里了，然后在/usr/lib 下創(chuàng)建一個libGL.so 的軟連接，具體操作如圖4。

圖4：創(chuàng)建libGL 鏈接圖

Qt 憑借著強大的移植性獲得了越來越多的關(guān)注，但是在國產(chǎn)cpu、國產(chǎn)操作系統(tǒng)下的源碼編譯安裝則需要較多的依賴。Qt5 以上的源碼編譯安裝需要gcc 版本，python 等要求較為嚴格，具體可以參考各版本源碼文檔README 文件或者官方文檔說明，加上網(wǎng)絡(luò)上國產(chǎn)cpu 下的編譯安裝可查閱的資料相對較少，還是要通過自己一步步一次次的實踐解決不同的問題。以上就是我們在銀河麒麟安裝配置Qt 環(huán)境，且創(chuàng)建應(yīng)用程序的運行與開發(fā)。

5 結(jié)論

通過對FT-1500A+JM7200 的CPU+GPU 組合的較為深入的測試與使用，我們能夠從用戶的角度很好的體驗這套組合的高性能與高實用性，在應(yīng)用軟件的開發(fā)過程中，飛騰和景嘉微很好的契合麒麟操作系統(tǒng)，加上Qt 集成開發(fā)IDE，完整的實現(xiàn)了我們所需的所有功能開發(fā)。并且在高密度，高強度的計算與圖形處理的壓力下，飛騰和景嘉的表現(xiàn)讓人滿意，也讓我們對國產(chǎn)CPU，GPU 以及操作系統(tǒng)產(chǎn)生了強大的信心。