[发明专利]一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法

权利要求书

1.一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法，其特征在于，采用基于KeyStone架构的多核DSP处理器，将所述多核DSP处理器划分为主核和从核，主核和从核均运行嵌入式实时操作系统，主核上运行主控核操作系统，从核上运行加速核操作系统，主控核操作系统负责控制，加速核操作系统负责计算，主控核操作系统初始化核外共享设备和核内独占设备，加速核操作系统初始化核内独占设备，主控核操作系统和加速核操作系统共同完成高可靠功能的初始化，包括以下步骤：

S1、在主控核操作系统中编写日志任务；

S2、在各核操作系统中编写高优先级后台任务；

S3、在各核操作系统中编写异常服务程序；

S4、编写周期定时器中断服务程序，在中断服务程序中对二级缓存L2进行刷新，使能多核共享内存的自动刷新功能，实现对多核共享内存比特位的检错和纠错；

S5、确定需要捕捉的异常事件号，并将事件号关联到不可屏蔽中断，使能异常检查，完成异常检查的配置；

S6、编写从核上的计算应用任务，并将从核计算应用任务的运行时栈部署到各核对应的多核共享内存中；

S7、编译链接后确定各个程序段和区域的长度范围、访问主体和读-写-执行属性；

S8、将具有相同访问主体和读-写-执行属性的程序段和区域通过链接脚本文件连续排列，不同访问主体和读-写-执行属性的程序段和区域之间按内存保护粒度对齐排列，各个程序段和区域加载到二级缓存L2中，本核上的程序段和区域按读-写-执行属性包括：程序只读代码段、程序只读数据段、程序读写数据段、数据交互区和日志缓存区，所述程序只读代码段、程序只读数据段和程序读写数据段的访问主体限定为只允许本核访问，所述数据交互区的访问主体限定为允许其他核和主设备访问，用于多核并行系统运行时计算数据的交互，所述日志缓存区的访问主体限定为允许主核读取和本核写入，用于主核上的日志任务能够从该区域读取各个核的日志信息，并写入Flash或通过TCP/IP协议传输；

S9、在操作系统初始化中按上述程序段和区域长度范围配置好对应的访问权限，配置各级内存的纠错检错功能。

2.根据权利要求1所述的一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法，其特征在于，步骤S1中，所述日志任务周期地读取各个核的日志缓存区，并根据配置将日志缓存区中的日志消息通过TCP/IP协议传输到PC端日志解析服务器或存储到目标板上的Flash中。

3.根据权利要求1所述的一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法，其特征在于，步骤S2中，所述高优先级后台任务的优先级高于所有应用任务以确保其比所有应用任务早运行，运行后挂起该后台任务，直到异常服务程序中将其唤醒并接管系统，等待来自外界的指令或者重构触发异常的计算应用任务。

4.根据权利要求1所述的一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法，其特征在于，步骤S6中，将多核共享内存空间按照处理器核数进行平均分配，并配置主核和从核对应共享内存的访问权限。

5.根据权利要求1所述的一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法，其特征在于，在主核和从核操作系统初始化过程中配置多核共享内存中各核对应区域的硬件保护权限：

确定各核对应的多核共享内存的地址范围；

通过配置多核共享内存的内存保护寄存器，设置主核和从核对应的多核共享内存起始地址、长度范围、访问主体和读-写-执行权限。

6.根据权利要求1所述的一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法，其特征在于，步骤S7中，对操作系统和应用进行编译链接，通过查看生成的可执行文件的ELF头信息确定各个程序段和区域的长度范围和读-写-执行属性。

7.根据权利要求1所述的一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法，其特征在于，所述程序只读代码段的属性为读-执行，由.text段构成；所述程序只读数据段的属性为只读，由.const、.rodata、.cinit等程序段构成；所述程序读写数据段的属性为读-写，由剩余的可读可写的程序段构成，所述数据交互区和日志缓存区的属性为读-写。

8.根据权利要求1所述的一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法，其特征在于，在主核和从核操作系统初始化过程中配置二级缓存L2中各个属性程序段和区域的硬件保护权限，具体为：

确定主核和从核二级缓存L2中操作系统加载完毕后的各个程序段和区域的地址范围；

通过配置主核和从核二级缓存L2的内存保护寄存器，设置每个程序段和区域起始地址、长度范围、访问主体和读-写-执行权限。