[发明专利]一种星载多核SoC任务级负载均衡并行调度方法

说明书

本发明提出了一种星载多核SoC任务级负载均衡并行调度方法，步骤如下：将多核任务控制块TCB作为节点构建全局任务调度队列；调度器模块初始化时创建4个优先级最低的空闲任务，并加入全局任务调度队列OSTaskRdyList；多核SoC系统的多个处理器核并行运行调度器模块；调度器模块采用自旋锁访问全局任务调度队列OSTaskRdyList，从全局任务调度队列OSTaskRdyList中取得当前优先级最高的任务T₁；调度器模块查找空闲的处理器核或者运行最低优先级任务的处理器核，把优先级最高的任务调度到该处理器核上。本发明解决了多任务在多核SoC上均衡分配和并行运行的问题，大幅度提高了多核SoC的计算和处理效率。

技术领域

本发明属于多核并行高性能操作系统软件领域，尤其涉及一种星载多核SoC任务级负载均衡并行调度方法。

背景技术

随着航天器功能日趋复杂，世界各国都采用多核处理器或片上系统(SoC，Systemon Chip)实现高性能和实时计算。为了充分多核SoC计算性能，需要在操作系统层次上支持多核并行任务调度，并实现多核间的负载平衡。

传统航天器处理器采用单核结构，操作系统基于单核实现多任务调度，基于单核处理器的多任务是一种宏观上的并发微观上的并行模式。针对多核SoC2012，需要实现一种多核SoC的并行多任务调度方法，以便达到充分利用处理器资源的目的。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种星载多核SoC任务级负载均衡并行调度方法方法，解决了多任务在多核SoC上均衡分配和并行运行的问题，大幅度提高了多核SoC的计算和处理效率。

本发明的技术方案是：一种星载多核SoC任务级负载均衡并行调度方法，该方法包括如下步骤：

(1)将多核任务控制块TCB作为节点构建全局任务调度队列；其中，多核任务控制块TCB中的处理器号CPU_ID数据域用于多核并行调度，多核任务控制块TCB中的自旋锁SpinLock数据域用于任务自身相关的互斥访问；

(2)调度器模块初始化时创建4个优先级最低的空闲任务，并加入全局任务调度队列OSTaskRdyList；

(3)多核SoC系统的多个处理器核并行运行调度器模块；

(4)调度器模块采用自旋锁访问全局任务调度队列OSTaskRdyList，从全局任务调度队列OSTaskRdyList中取得当前优先级最高的任务T₁；

(4-1)判断当前优先级最高的任务T₁是否为就绪态；

(4-2)如果该任务状态是就绪态则执行步骤(5)；

(4-3)如果该任务状态未就绪则从全局任务调度队列OSTaskRdyList中取得除T₁外的优先级最高任务，然后执行步骤(4-1)；

(5)调度器模块查找空闲的处理器核或者运行最低优先级任务的处理器核，把步骤(4-2)中优先级最高的任务调度到该处理器核上。

上述星载多核SoC任务级负载均衡并行调度方法中，在所述步骤(4)中，自旋锁访问包括首先通过自旋锁SpinLock数据域申请访问权限，然后进行读写访问，完成访问后，释放自旋锁SpinLock。

上述星载多核SoC任务级负载均衡并行调度方法中，在所述步骤(5)中，调度器模块查找空闲的处理器核或者运行最低优先级任务的处理器核并把步骤(4-2)中优先级最高的任务调度到该处理器核上包括：调度器模块查找多核SoC系统中是否有空闲处理器核，如果有则把步骤(4-2)中优先级最高的任务调度到该处理器核上；如果没有则查找运行最低优先级任务的处理器核，并把优先级最高任务调度到该处理器核上。