[发明专利]非对称式处理的多核心系统与其网络设备

说明书

技术领域

本发明是有关于一种非对称式处理的多核心系统，且特别是有关于一种不需要大量复制或搬移存储器所储存的数据的非对称式处理的多核心系统与具有此非对称式处理的多核心系统的网络设备。

背景技术

随着制程技术与芯片设计技术的发达，目前有很多的网络设备都会具有多个处理核心，以快速地处理来所要传送或接收的多个包。一般来说，最常见的就是具有不对称处理的双核心系统的网络设备。所谓的不对称处理是指两个或多个处理核心的处理能力不同，其中一个处理核心可能具有较快的处理速度与较大的功率消耗，另一个处理核心可能具有较慢的处理速度与较低的功率消耗。

在具有不对称处理的双核心系统的网络设备下，不同的处理核心会执行各自的操作系统，因此要让两个处理核心一起协同运作，并达到最大的网络效能，就必须要规划完善的同步技术，让两个处理核心可以各司其职。

请参照图1，图1是传统不对称处理的双核心系统的方块图。不对称处理的双核心系统10包括了主要处理核心10_Core0、次要处理核心10_Core1、暂存器10_Reg、存储器10_Mem、第一外围装置10_Ph0与第二外围装置10_Ph1。第一外围装置10_Ph0与第二外围装置10_Ph1在此例子中皆为以太网媒体接取控制器(包括网络层、媒体接取层与实体层)，且皆与外部交换构件10_ExSw连接。因此，在这个例子当中，不对称处理的双核心系统10与外部交换构件10_ExSw可以形成一个网络设备。除此之外，第一外围装置10_Ph0与第二外围装置10_Ph1也有可能是其他类型的外围，例如通用串行总线(USB)外围装置。

主要处理核心10_Core0与次要处理核心10_Core1共用暂存器10_Reg与存储器10_Mem，且存储器10_Mem被切分为三个存储区域10_Mem0、10_MemS与10_Mem1，其中存储区域10_MemS为主要处理核心10_Core0与次要处理核心10_Core1所共用，存储区域10_Mem0与10_Mem1则分别为主要处理核心10_Core0与次要处理核心10_Core1所专用。

主要处理核心10_Core0与次要处理核心10_Core1的处理能力不同，且分别执行不同的操作系统。次要处理核心10_Core1会分担主要处理核心10_Core0的网络处理工作，以达到最大的网络效能。

一般操作系统都会具有两个位置空间，其中一个为用户空间，另一个为核心空间。用户空间用以给使用者存取，使用者程序可以在此用户空间内毫无顾虑地执行。核心空间用以让操作系统执行使用与存取，以提供使用者程序的执行环境。主要处理核心10_Core0的操作系统例如是Windows操作系统，此Windows操作系统例如具有核心空间10_KS0与用户空间10_US0。同样地，次要处理核心10_Core1的操作系统例如是Linux操作系统，此Linux操作系统例如具有核心空间10_KS1与用户空间10_US1。

传统上，主要处理核心10_Core0与次要处理核心10_Core1一起协同运作的处理方法约有两种类型，以下将分别通过图2A与2B来分别说明。

请同时参照图1与图2A，图2A是双核心系统的协同运作的传统处理方法的流程图。首先，在步骤S20，外部交换构件10_ExSw将接收到的包通过第一外围装置10_Ph0传送给主要处理核心10_Core0进行第一处理。接着，在步骤S21，主要处理核心10_Core0对包进行第一处理。之后，在步骤S22，主要处理核心10_Core0通过第一外围装置10_Ph0、外部交换构件10_ExSw与第二外围装置10_Ph1将包传送给次要处理核心10_Core1进行第二处理。

之后，在步骤S23，次要处理核心10_Core1对包进行第二处理。然后，在步骤S24，次要处理核心10_Core1将包通过第二外围装置10_Ph1、外部交换构件10_ExSw与第一外围装置10_Ph0传送给主要处理核心10_Core0进行最后处理。最后，在步骤S25，主要处理核心10_Core0对包进行最后处理。

举例来说，主要处理核心10_Core0可以负责决定包路由，而次要处理核心10_Core1可以负责包数量统计或包类型分析。主要处理核心10_Core0收到包后，可以先初步地对包的目的地址进行分析(如同上述的第一处理)，次要处理核心10_Core1可以统计包数量或分析包类型，最后，主要处理核心10_Core0便可以根据包的目的地址与包类型决定路由(如同上述的最后处理)。