[发明专利]多处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及多重处理，尤其涉及在多处理系统或方法中如何控制不同处理之间的资源冲突。

背景技术

资源冲突是多处理系统中的公知问题。在多处理系统中要同时执行多个数据控制处理。当不同的处理需要存取主存储器或其它资源时，可能出现资源冲突。必须通过让这些存取连续地进行来解决这种冲突，这就使得某些存取要等待，结果是请求处理可能也不得不等待。

在该解决存取冲突的方法中，处理定时是一个重要的考虑。在许多应用中，对于处理有强制的实时要求，这意味着在指定时间点之前必需完成该处理或执行指定的操作。当这种实时处理与具有未知存取定时的其它处理一起被执行时，即使在已知实时性能是可能的、或大部分时间的确会出现实时性能的情况下，这种与其它处理的资源冲突的不可预测性也将能使得无法确保处理的实时性能。

已知有几种旨在保证实时处理的若干冲突解决方案。一种简单的方案是将时间分成被分配给多个处理的预定处理的连续资源存取时隙。如果一个处理发出存取请求，则在分配给该处理的资源存取时隙中来执行这些请求。实际上，这种处理是将该资源″视″为像是以所分配的时隙的速率操作。如果此可见资源足够快，则能够保证这种处理的实时性能，而与其它处理的行为无关。

其它的冲突解决方案使用了仲裁手段。一个仲裁电路从不同处理接收到请求，并且在有冲突的每一资源存取时隙中，该仲裁电路选择多个处理之一的请求并使得该请求得以处理。用此种仲裁电路能够以各种方式保证实时性能，例如通过使用处理的可变优先级排列，使得每一个处理都将得到在一个预定时间间隔之内的最高优先级。如果处理不发出请求，则具有较低优先级的处理能进行存取，使得资源可被更频繁地使用。

这种配置方案对于其中处理将获得对资源的存取的最大时间强加了若干限制。这个保证的最大值与其它处理无关。结果是，如果处理自身是可充分预测来保证在该操作被执行之前需要不大于某一最大数目的执行周期，则这种仲裁配置方案还有对于将在处理的执行期间实施的实时操作之前的最大延迟的限制。

对于不可充分预测的处理来说，例如由于执行周期数依赖其输入数据的值的情况，即使有对于存取时间的限制，也不能给出这种实时保证。对于这种处理来说，限制最大资源存取时间的仲裁方案并未增加可预言性。然而所希望的是，至少就在不同数据输入之上做平均而得到的平均时间而言，这种处理的定时也是可预测的。

很遗憾，仅保证对存取时间的最大限制的实时资源分配方案并不具有使得平均时间与同时执行的其它处理无关的效果。当与其它处理存在更少或更多的冲突时，该平均时间将被加快或减慢。如果速度已经是很高的话，则可通过把指令包括在用于执行该处理的程序中做等待的方式来消除这种速度效果，但这可能不必要地降低该处理的进展速度。

发明内容

本发明的一个目的是使得有可能保证至少一个处理的可预测的平均定时，该至少一个处理与具有对一个共享资源存取的一个或者多个其它处理同时执行。

本发明提供了根据权利要求1的一种多处理系统。其中，与多个处理的至少一个处理的拖延相关的资源存取的定时是由一个仿真电路控制，而与对那些冲突的请求进行排列是否使得拖延变得必须无关。实际的存取由对来自不同处理的冲突请求进行排序的一个存取电路来控制。结果是，当只有少量或没有冲突时，可按照使存取过剩的速度来掌控该存取。然而即使在这种情况下，该仿真电路也可以产生拖延。在一个实施例中，根据对应于最坏情况的冲突条件的一个存取速度模式，甚至是更慢的存取，该仿真电路使用预定函数来选择拖延定时，以便选择仿真的拖延定时。

共享资源可以是一个共享存储器。它可以是系统的一部分，或该系统仅适合于在稍后时间连接该共享资源。

例如利用固定时隙配置方案、或根据循环法方案或任何其它冲突解决方案，该存取电路可以顺序存取请求。最好使用一种方案来保证对于在来自一个处理的下一请求之前的最大延迟时间间隔的掌控。在一个实施例中，不需要在这样的一个时间间隔中控制来自一个处理的全部请求：只要这些延迟是起因于来自同一个处理的若干存取请求之间的冲突，由冲突引起的不可预见的最大延迟就是可接受的。