[发明专利]指令处理机作业的调度

说明书

本发明涉及中央处理系统中指令处理机所执行作业的调度。

有些处理系统，例如Ericsson APZ 212 20，用一个信号处理机对指令处理机所执行作业进行调度，籍此使指令处理机执行的作业之间的上下文转接(context switching)非常迅速。与其它大多数处理机相比，这类系统中的上下文转接时间很快。

这类系统中，各个作业均有一个关联的信号与之对应。信号中的信息提示指令处理机，对应该作业，指令处理机应执行(例如程序储存器中的)哪块指令码，执行中要用什么数据。指令处理机执行一个作业后，信号处理机提取一个(与新的作业关联的)新信号，将之传递给指令处理机。信号处理机是在其若干作业缓冲器中选定的一个作业缓冲器中提取该新信号的，新信号是按优先级顺序提取的。

从信号处理机中提取的新作业可能与旧作业毫不相干，因此所用数据可能也完全不同。此外，来自外部资源(例如其它处理系统)的其它作业纷至沓来，如果这些作业具有更高的优先权，就会在旧作业退出之前，中断旧作业的执行。

因此，在上述的处理系统中，指令码和数据频繁地变化上下文。这意味着该上下文丢失之频繁，即使用高速内存(例如高速缓冲存储器)来保存上下文也无济于事。在一些这类系统中，保存上下文的唯一方法是在寄存器中存储数据，而这只能在一个作业的执行期间进行。

为了更详细地考察这种系统，附图1显示了一个中央处理单元20的局部、具体来说是一个指令处理机单元(IP)22，信号处理(SP)单元24，程序存储器(PS)26，数据与引用(reference)存储器(DRS)28，多个区域处理机总线处理器(RPHs)30_1，…n，“其它”处理机总线处理器(IPH)31和维护单元(MAU)32。指令处理机22、信号处理机24、IPHB 31和RPH 30都是独立的处理机。指令处理机22执行作业，各作业对应的指令块被存储在程序存储器(PS)26中。信号处理机24起着指令处理机22的作业调度器的作用。这种作业调度方式中，对于每个作业，信号处理机24都要接收一个例如来自外部或来自指令处理机22的“信号”。一个信号就是一指令，它规定要执行的特定部分的指令块的位置，信号中还包括执行该指令块所要用的数据。信号处理机24首先分析、准备输入信号，向这些信号分配优先权，再将它们发送到指令处理机22。数据引用部分与引用存储器28，保存着系统中所用的信号、块、变量的描述信息。

在某些配置中，附图1的中央处理系统20中包括两个指令处理机22、两个信号处理机24、一个或多个其它处理机总线处理器(RPH)31、另外若干区域处理机总线处理器30，它们通过MAU32及总线34与36，与附图1呈镜面对称地连接。在这种配置下，各指令处理机22都配有自己的程序存储器26和自己的数据与引用存储器28。

区域处理机总线处理器(RPH)30_1，…n通过对应的区域处理机总线38_1，…n连接到未在图中表示的各区域处理机。与此类似，也可以将一个或多个其它处理机总线处理器31连接到一条适当的总线39上。区域处理机总线处理器(RPH)30_1，…n和其它处理机总线处理器，以及信号处理机24，作用都是为了减轻指令处理机22上的负载，因为指令处理机22的任务是执行程序存储器26中存储的应用软件。

附图2更详细地表示了中央处理系统20的指令处理机22、信号处理机24、其它处理机总线处理器31和区域处理机总线处理器(RPH)30_1，…n，以及它们之间的相互作用。特别是附图2表示的信号处理机24中，包括一个作业调度器40和多个作业缓冲器42A～42D(分别记为缓冲器A～缓冲器D)。

在中央处理系统20中，当指令处理机22结束一个作业时(通过向信号处理机24发送的退出信号来表示)，信号处理机24从缓冲器42A～42D中优先权最高而又非空的一个缓冲器中检索出下一个要被执行的作业。然后，信号处理机24向指令处理机22发送与该下一个待执行作业关联的信号。指令处理机22一接到该信号就开始执行由该信号所指定的新指令码块。

有时候，指令处理机22执行的指令会促使指令处理机22本身生成一个新信号。这类由指令处理机生成的信号有多种多样的类型：组合信号、区域处理机(RP)信号、其它指令处理机(IP)信号、缓存信号。组合信号很像子例程调用，它使指令处理机22立即执行组合信号，然后返回去执行生成组合信号的作业。