[发明专利]嵌入式操作系统确定性核间通信方法及系统

说明书

本发明提供了一种嵌入式操作系统确定性核间通信方法及系统，将任务映像存储在闪存中，并在系统启动时加载到主存储器中；通过专用DMA引擎在任务激活时将所述任务映像移入应用处理部分的核上私有内存或从应用处理部分的核上私有内存移出；通过辅助DMA引擎在应用处理部分和I/O处理器之间执行I/O数据传输；从应用处理部分的核上私有内存执行所述任务；在从I/O处理部分加载任务后，仅传输与任务相关的I/O数据。保障了国产化硬件环境下，多核高安全嵌入式操作系统的核间通信机制的确定性。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地，涉及一种嵌入式操作系统确定性核间通信方法及系统。

背景技术

随着处理器核的数量的增加，多核环境下的任务调度等问题导致多核实时嵌入式操作系统中出现了大量的不确定性问题。它们增加的复杂性常常导致时间可预测性的丧失，这违反了硬实时系统的关键要求。

同时，为适应操作系统国产化及高安全操作系统的现实需要，本申请基于飞腾等DSP处理器的缓存机制，提出了一种以核上私有内存为中心的多核嵌入式高安全操作系统的核间通信机制设计。

申请号:CN201911113724.6的专利文献公开了多核处理器的核间通信方法及装置，该发明使用一块动态共享内存实现核间通信，但由于消息在核间传递存在时延和耦合，不能保证核间通信时间的可预测性。

申请号:CN201910784397.0的专利文献公开了一种SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法，该发明目标在于多轴控制技术，对于核间通信的时间可预测性没有高安全多核嵌入式操作系统要求高，该发明使用共享内存完成核间通信机制，不能解决核间通信的时延和耦合的不确定性。

申请号:CN202010243471.0的专利文献公开了基于异构多处理系统的核间通信方法及系统，该发明使用共享内存完成核间通信机制，不能解决核间通信的时延和耦合的不确定性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种嵌入式操作系统确定性核间通信方法及系统。

根据本发明提供的一种嵌入式操作系统确定性核间通信系统，包括：应用处理部分和I/O处理部分；

所述应用处理部分包括多个核，多个核之间通过总线连接，每个核都具有核上私有内存；

所述I/O处理部分包括I/O处理器和DMA，所述I/O处理器和所述DMA之间通过总线连接，所述I/O处理器包括核上私有内存；

其中，在任务激活时，通过DMA中的专用DMA引擎将任务映像移入应用处理部分的所述核上私有内存或从应用处理部分的核上私有内存移出，在应用处理部分加载所述任务后，在所述核上私有内存执行所述任务；在I/O处理部分在加载所述任务后，I/O处理部分通过DMA中的辅助DMA引擎仅传输与所述任务相关的I/O数据。

优选地，在将任务映像移入应用处理部分的所述核上私有内存之前，先判断应用处理部分是否有空闲的核上私有内存，在有空闲的核上私有内存的情况下，将任务加载至空闲的核上私有内存，在没有的情况下进行等待。

优选地，每个所述核上私有内存都创建一个分区。

根据本发明提供的一种嵌入式操作系统确定性核间通信方法，包括：

步骤S1：将任务映像存储在闪存中，并在系统启动时加载到主存储器中；

步骤S2：通过专用DMA引擎在任务激活时将所述任务映像移入应用处理部分的核上私有内存或从应用处理部分的核上私有内存移出；

步骤S3：通过辅助DMA引擎在应用处理部分和I/O处理器之间执行I/O数据传输；

步骤S4：从应用处理部分的核上私有内存执行所述任务；