[发明专利]非对称多核系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术，特别涉及适用于通信领域的非对称多核系统的技术。

背景技术

随着通信系统对性能要求的提高，单核系统已逐渐不能满足性能要求，由此引入了多核系统。在多核系统的应用中，通常使用每个核处理完全相同的任务，这种系统成为对称多核处理系统(symmetric multiprocessing，简称为SMP)。成熟的SMP系统具有每个任务公平调度、每个核负载均衡的特点，其广泛应用于个人计算机领域。但在在通信领域中，SMP系统不是最佳的解决方案。原因是通信系统要求具有较高的数据转发能力，也就需要保证数据转发相关任务能够尽可能快的执行，执行时间也尽可能多。通信系统的这种需求和SMP系统对任务公平调度的策略是相冲突的，因此需要更优化策略来达到最佳的性能。

在各种多核处理系统中，非对称多核系统是能满足通信系统要求的一种很好的解决方案。非对称多核系统(Asymmetric MultiProcessing，简称为AMP)。AMP系统将每个核进行分组，每组核处理的任务各不相同，在不同的核组之间，任务不要求公平调度，也不要求负载均衡。AMP系统具有较大的灵活性，可以根据应用场景进行不同的定制。具体到通信系统，可以将数据转发相关的任务分配到特定的一组核上执行，这样就保证了这些任务对核的独占性，有效的提高了数据转发性能。

现有的AMP系统的实现方式如图1所示。AMP系统的软件部分由操作系统镜像和业务镜像两部分组成。操作系统镜像在控制核上运行，负责对每个业务核进行最基本的初始化，并负责将业务镜像加载到相应的业务核上运行。在这种应用特点下，由于业务程序单独编译镜像，并和操作系统镜像相互独立，这就导致物理核直接暴露给业务程序。业务程序在这种环境下需要处理复杂的裸核初始化、内存管理、进程通信等本应该由操作系统处理的任务，增加了业务程序的复杂度。

发明内容

本发明的目的就是克服目前AMP系统中业务程序复杂度较高的缺点，提供一种非对称多核系统及其实现方法。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，提供一种非对称多核系统，包括多核处理器，其特征在于，所述多核处理器包括至少一个控制核，多核处理器中除控制核外其余的核皆为业务核，

所述控制核，对应一个可放置多个任务的任务队列，用于运行操作系统镜像，由操作系统对所述任务队列中的任务进行调度；

所述业务核，对应一个只放置一个任务的任务队列，用于运行独占任务，所述独占任务独占该业务核的所有资源，不参与操作系统的任务调度。

进一步的，所述业务核上关闭所有中断，不执行系统调用，不运行任何定时器。

具体的，所述业务核上运行的独占任务为代理程序，所述代理程序为每个业务核绑定不同的业务程序。

具体的，所述业务核上运行的任务为具体的业务程序。

非对称多核系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.系统上电，控制核作为主核运行并开始初始化，业务核处于暂停状态；

步骤2.控制核完成必要的初始化后启动业务核完成硬件及操作系统相关初始化；

步骤3.系统将任务绑定到对应的业务核上独立运行。

具体的，步骤1包括以下步骤：系统上电，控制核运行并跳转到特定的地址执行操作系统的初始化代码，完成控制核上包括内存访问及中断的必要的初始化。

具体的，步骤2包括以下步骤：

步骤21.控制核完成必要的初始化后，为业务核运行做必要的准备工作；

步骤22.控制核做好了必要的准备工作后发送一个中断到所有的业务核，完成业务核的启动；

步骤23.业务核启动后跳转到控制核为其设定的地址开始执行特定的程序，该特定的程序中首先完成对业务核的进一步初始化动作，业务核初始化完成后运行代理程序。

进一步的，步骤21中，所述必要的准备工作包括建立内存访问的必要映射关系、设置中断处理、设置业务核运行的程序入口地址及任务栈地址。

具体的，步骤23中，所述进一步初始化动作的初始化代码采用操作系统为SMP提供的从核初始化代码，关闭业务核上的所有中断，不响应系统调用，不开启任何定时器。

再进一步的，步骤3中包括以下步骤：

步骤31.用户使用操作系统将任务放置到控制核的任务队列中，所述控制核的任务队列为一个链表，每一个节点对应一个业务核，该节点上至少包含了对应业务核的核号及业务程序的入口地址；