改善多核芯处理器的处理性能的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及改善多核芯处理器的处理性能的方法和装置。用于管理在多核心处理器中的任务执行的方法包括采用自旋锁来实现可动态地强制执行的相互排斥约束并采用多处理器优先权上限协议来实现该可动态地强制执行的相互排斥约束来同步在多核心处理器的第一和第二处理核心中执行的多个任务。?

【技术实现步骤摘要】
改善多核芯处理器的处理性能的方法和装置
本公开涉及多核心处理器。
技术介绍
本部分中的陈述仅仅提供与本公开相关的背景信息。因此，这些陈述不是用于构成对现有技术的承认。处理器是电子设备，其被构造成具有执行例程以履行任务的中央处理单元(CPU)和相关联的内存和存储设备。处理器的性能可通过增加CPU的时钟速度来改善，并因此产生了更快的例程执行。由于处理器硬件和接口设备的机械的、电力的和热的限制，存在对时钟速度和相关联的处理器性能的上界。多核心处理器已经被引入以改善在执行例程以履行任务方面的性能。在这种架构中，多处理核心的存在能实现真正的并行任务执行的能力。不过，在不同的核心上同时执行的任务可能需要同步和/或彼此协调，这是由于应用水平的要求。
技术实现思路
用于管理在多核心处理器中的任务执行的方法包括采用自旋锁来实现可动态地强制执行的相互排斥约束并采用多处理器优先权上限协议来实现该可动态地强制执行的相互排斥约束来同步在多核心处理器的第一和第二处理核心中执行的多个任务。本申请还提供了如下方案: 方案1.一种用于管理在多核心处理器中的任务执行的方法，包括采用自旋锁来实现可动态地强制执行的相互排斥约束并采用多处理器优先权上限协议来实现该可动态地强制执行的相互排斥约束来同步在多核心处理器的第一和第二处理核心中执行的多个任务。方案2.如方案I所述的方法，其中，采用多处理器优先权上限协议包括采用全局优先权上限以通过具有带有更高远程优先权上限的相互排斥约束的任务抢先具有所选的相互排斥约束的任务。方案3.如方案2所述的方法，其中，采用全局优先权上限来通过具有带有更高远程优先权上限的相互排斥约束的任务抢先具有所选的相互排斥约束的任务包括当任务T以根据如下关系设定的优先权获得全局互斥元I时执行对应该全局互斥元Mtj的全局临界段:P(Mg) = p (G) +p (TO) 其中P(Mtj)是全局互斥元Mtj的优先权上限， P(G)是基础优先权水平，其大于在该系统中的另一执行任务，以及 P(TO)是最高优先权任务TO的优先权，其可锁定全局互斥元％。方案4.如方案3所述的方法，其中，全局互斥元Mtj是由在多核心处理器的第一和第二处理核心的不同核心中展开的任务所共享的互斥元。方案5.—种用于管理在多核心处理器中的任务执行的方法,包括:在多核心处理器的第一处理核心中执行任务的可运行物，包括引入用于在多核心处理器的第二处理核心中执行的任务的另一可运行物的静态补偿，从而实现在所述可运行物间的静态定义的相互排斥约束； 采用自旋锁来实现可动态地强制执行的相互排斥约束并采用多处理器优先权上限协议来实现该可动态地强制执行的相互排斥约束来同步在多核心处理器的第一和第二处理核心中执行的多个任务。方案6.如方案5所述的方法，其中，采用多处理器优先权上限协议来实现可动态地强制执行的相互排斥约束包括采用全局优先权上限，其允许具有所选相互排斥约束的任务被带有更高远程优先权上限的相互排斥约束抢先。方案7.—种用于管理在多核心处理器中的任务执行的方法,包括: 在第一处理核心中执行任务的可运行物，包括引入用于在第二处理核心中执行的任务的另一可运行物的静态补偿，从而实现在所述可运行物间的静态定义的相互排斥约束；以及 选择性地采用自旋锁、设置/等待事件、和多处理器优先权上限协议以实现相互排斥约束从而同步在第一和第二处理核心中执行的多个任务。方案8.如方案7所述的方法，其中，采用设置/等待事件静态地强制执行相互排斥约束。方案9.如方案7所述的方法，其中，采用自旋锁和多处理器优先权上限协议动态地强制执行相互排斥约束。方案10.如方案7所述的方法，其中，采用多处理器优先权上限协议包括采用全局优先权上限以通过具有带有更高远程优先权上限的相互排斥约束的任务抢先具有所选的相互排斥约束的任务。方案11.如方案10所述的方法，其中，采用全局优先权上限以抢先具有所选的相互排斥约束的任务包括在任务T以根据如下关系设定的优先权获得全局互斥元Mg时执行对应该全局互斥元Mtj的全局临界段:P(Mg) = p (G) +p (TO) 其中P(Mtj)是全局互斥元Mtj的优先权上限， P(G)是基础优先权水平，其大于在该系统中的另一执行任务，以及 P(TO)是最高优先权任务TO的优先权，其可锁定全局互斥元％。方案12.如方案11所述的方法，其中，全局互斥元Mtj是由在多核心处理器的第一和第二处理核心的每一核心中展开的任务所共享的互斥元。方案13.如方案7所述的方法，其中，采用多处理器优先权上限协议包括分配优先权给全局临界段内的任务，该全局临界段由带有该全局临界段的优先权的全局互斥元防护。方案14.如方案13所述的方法，其中，采用多处理器优先权上限协议还包括允许在全局临界段内的第一任务在该第一任务的优先权大于第二任务的优先权时抢先在该全局临界段内的第二任务。方案15.如方案14所述的方法，其中，采用多处理器优先权上限协议还包括在全局互斥元不被另一任务保持时使用多核心处理器的共享存储器内的原子事务将全局互斥元授予给任务。方案16.如方案15所述的方法，其中，采用多处理器优先权上限协议还包括在对全局互斥元的请求不能被准予时在抢先任务之前将该任务添加到在全局互斥元上的优先权队列，其中被添加到优先权队列的任务的优先权是预先分配的。方案17.如方案16所述的方法，其中，采用多处理器优先权上限协议还包括当任务试图释放该全局互斥元时使最高优先权任务有资格在用于该最高优先权任务的主处理核心中以该最高优先权任务的全局临界段优先权执行。方案18.如方案17所述的方法，其中，采用多处理器优先权上限协议还包括预分配优先权给全局临界段之外的任务。方案19.如方案18所述的方法，其中，采用多处理器优先权上限协议还包括对到达局部互斥元的请求采用单个处理器优先权上限协议。【附图说明】现在将参照附图通过举例方式描述一个或多个实施例，附图中: 图1-1和1-2示意地示出了根据本公开的示例性多核心处理系统的实施例，该系统包括第一和第二处理核心； 图2-1示意性地示出了根据本公开的用于在多核心处理系统中执行多个任务的任务执行简图； 图2-2用曲线图示出了根据本公开的与任务处理相关联的第一正时曲线和消逝的时间步长之间的关系； 图2-3用曲线图示出了根据本公开的与采用静态补偿的任务处理相关联的第二正时曲线和消逝的时间步长之间的关系； 图3用曲线图示出了根据本公开绘制的与内燃发动机速度有关的用于基线利用和最大限度利用的设置/等待事件的敏感性评估； 图4示意地示出了根据本公开的用于分析自旋锁的正时的过程，包括第一和第二处理核心和共享软件资源，该共享软件资源或是被获取以进行执行或是处于自旋； 图5用曲线图示出了根据本公开的与采用自旋锁的任务处理相关联的正时曲线和消逝的时间步长之间的关系； 图6用曲线图示出了根据本公开绘制的与内燃发动机速度有关的用于基线利用和最大限度利用的自旋锁的敏感性评估； 图7示意性地示出了根据本公开的多处理器优先权上限协议的实施方式，包括第一和第二处理核心和对应的第一和第二优先权队列，该队列弓I起共享优先权队列，该共享优先权队列由共享软件资源执行；以及 图8用曲线图示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管理在多核心处理器中的任务执行的方法，包括采用自旋锁来实现可动态地强制执行的相互排斥约束并采用多处理器优先权上限协议来实现该可动态地强制执行的相互排斥约束来同步在多核心处理器的第一和第二处理核心中执行的多个任务。

【技术特征摘要】
2012.08.02 US 13/5648041.一种用于管理在多核心处理器中的任务执行的方法，包括采用自旋锁来实现可动态地强制执行的相互排斥约束并采用多处理器优先权上限协议来实现该可动态地强制执行的相互排斥约束来同步在多核心处理器的第一和第二处理核心中执行的多个任务。2.如权利要求1所述的方法，其中，采用多处理器优先权上限协议包括采用全局优先权上限以通过具有带有更高远程优先权上限的相互排斥约束的任务抢先具有所选的相互排斥约束的任务。3.如权利要求2所述的方法，其中，采用全局优先权上限来通过具有带有更高远程优先权上限的相互排斥约束的任务抢先具有所选的相互排斥约束的任务包括当任务T以根据如下关系设定的优先权获得全局互斥元Me时执行对应该全局互斥元Me的全局临界段: P(Mg) = ρ (G) +p (TO) 其中P(Me)是全局互斥元Me的优先权上限， P(G)是基础优先权水平，其大于在该系统中的另一执行任务，以及 P(TO)是最高优先权任务TO的优先权，其可锁定全局互斥元Me。4.如权利要求3所述的方法，其中，全局互斥元Me是由在多核心处理器的第一和第二处理核心的不同核心中展开的任务所共享的互斥元。5.一种用于管理在多核心处理器中的任务执行的方法，包括: 在多核心处理器的第一处理核心中执行任务的可运行物，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：P朱斯托，K拉克什马南，R拉库马，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，卡内基梅隆大学，
类型：发明
国别省市：