一种面向异构多核系统的资源管理方法技术方案

本发明专利技术涉及一种面向异构多核系统的资源管理方法，属于资源管理技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种面向异构多核系统的资源管理方法


[0001]本专利技术属于资源管理
，具体涉及一种面向异构多核系统的资源管理方法
。

技术介绍

[0002]随着计算机系统体系化
、
自主化和智能化的发展，软件功能将更加复杂
。
以某电子信息系统软件为例，不仅要包括传统的制导
、
导航与控制功能，还将包括设备管理与监控
、
系统故障诊断与处理
、
批量数据传输
、
图像识别与匹配等功能
。
面对以上多任务的要求，传统的单
CPU、
单
DSP
模式无法满足系统多任务综合处理器的要求
。
因此，计算机系统正在向
CPU+DSP、CPU+GPU
等异构多核并行处理模式发展，硬件平台趋于异构化，以满足多任务下的综合信息处理要求，实现系统性能的大幅提升
。
如何保证系统的异构资源得到充分有效的利用，从而使硬件性能得到最大发挥是异构多核系统需要解决的一个重要问题
。
[0003]目前，针对多核处理器系统中计算资源管理问题的解决方法和技术可以根据其资源管理策略的设计方式归为两类：设计时资源管理和运行时资源管理
。
设计时资源管理方法就是在离线状态下对这些不同运行场景的资源分配方案进行充分的设计空间探索和性能
、
功耗等方面的评估，以综合考虑不同运行场景下的实际表现最优或接近最优为目标，从而为每个应用程序指定一个确定的资源分配；运行时资源管理方法主要思想在于在最短的时间内找到一个可行的方案，而不是花费大量时间去寻找最优解，因此相关研究中大多采用启发式算法来在线快速产生资源分配方案
。
[0004]目前，大多数异构系统采用“主从模式”的架构，即选用
CPU
中的一个核作为主核，承担主要的资源管理和复杂的逻辑运算，其余作为从核承担逻辑简单但是运算量大的工作
。
在现有的多核异构体系中，每个核运行各自的不同的操作系统，缺乏对不同操作系统进行统一融合管理的方法
。
现有研究中，异构系统的每个核上操作系统对资源的占用策略一般是通过对系统硬件的一次性配置完成，即通过对硬件的设置实现对操作系统资源的管理，也就是设计时资源管理的方法
。
该方法在设计过程中必须预先对应用程序和平台计算资源情况有充足的认知，并且在应用运行过程中也无法动态地感知系统运行负载和环境变化从而做出合适的应对，使得其既不适用于灵活性要求较高
(
如需要运行时向系统中添加新的应用程序
)
的场景下，也难以充分发挥异构多核处理器系统的性能潜力；而运行时资源管理方法在于快速给出解决方案，而该方案是否是最优方案却不在意，虽然在一定程度上保证了系统运行的实时性，但是却没有充分考虑硬件的性能，无法使得硬件性能最优化
。

技术实现思路

[0005](
一
)
要解决的技术问题
[0006]本专利技术要解决的技术问题是如何提供一种面向异构多核系统的资源管理方法，以解决现有资源管理方法的上述问题
。
[0007](
二
)
技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种面向异构多核系统的资源管理方法，该方法包括以下步骤：
[0009]步骤一：在主核操作系统中注册从核号和所具备的计算类型及能力；
[0010]步骤二：主核根据计算任务需要，通过动态调度的方式实现从核资源的分配；在资源调度过程中，根据计算类型，首先将任务分配给计算能力最强的从核；当该从核空闲时，将任务直接分配到该从核上，当该从核忙时，则按照之前注册表中能力的大小分配到下一个从核中；如果具备该计算能力的从核全部被占用，则将该计算任务放入等待队列中，一旦从核资源被释放，再次进行任务分配；
[0011]步骤三：从核任务执行完毕，任务卸载，释放资源，通过共享内存方式返回空闲命令，主核将从核标记为空闲状态
。
[0012]进一步地，所述步骤一中，从核支持的计算类型为单指令流多数据流
simd。
[0013]进一步地，所述步骤一中，从核支持的计算类型为多指令流多数据流
mimd。
[0014]进一步地，所述步骤一中，从核支持的计算类型为向量
。
[0015]进一步地，所述步骤一中，从核支持的计算类型为标量
。
[0016]进一步地，所述步骤一中，从核的计算类型及能力注册为静态注册，即在初始化的时候将从核具备的计算类型及能力直接写进注册表中，运行过程中保持不变
。
[0017]进一步地，所述步骤一中，从核的计算类型及能力注册为动态注册，运行过程中从核通过与主控核发送消息的方式，对从核的计算能力进行动态的评估与调整注册，动态更新注册表
。
[0018]进一步地，所述步骤一还包括：根据计算类型对不同从核的计算能力进行排序
。
[0019]进一步地，所述步骤二中，在任务等待队列中，主核会自动根据任务优先级将计算任务放置在任务等待队列中进行排队，一旦从核资源被释放，优先级高的任务优先得到分配资源
。
[0020]进一步地，异构多核系统为
CPU+DSP
模式或
CPU+GPU/NPU/DPU
模式
。
[0021](
三
)
有益效果
[0022]本专利技术提出一种面向异构多核系统的资源管理方法，本专利技术的关键点在于：
[0023]1、
在从核能力注册过程中，设计了动态注册方式，实现对从核计算能力动态的评估与调整注册；
[0024]2、
在任务分配过程中，充分考虑了系统硬件的特性，也避免了资源访问冲突，使得系统硬件性能得到充分发挥；
[0025]3、
考虑到任务优先级的问题，将优先级高的任务放置在等待队列的前端优先执行
。
[0026]本专利技术针对异构多核系统的特点以及现有资源调度方法的不足，设计了一种面向异构多核系统的资源调度方法
。
调度方法依据“主核
+
从核”的模式，根据硬件资源特性和计算任务特性，为具备不同计算类型的任务分配不同的处理器，在降低资源法访问冲突的前提下，实现系统硬件资源的充分发挥，满足灵活
、
复杂的应用需求，为系统信息处理综合化提供方法支撑
。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的异构多核资源调度流程图
。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的
、
内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述
。
[0029]针对现有资源管理方法的不足，以异构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种面向异构多核系统的资源管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：在主核操作系统中注册从核号和所具备的计算类型及能力；步骤二：主核根据计算任务需要，通过动态调度的方式实现从核资源的分配；在资源调度过程中，根据计算类型，首先将任务分配给计算能力最强的从核；当该从核空闲时，将任务直接分配到该从核上，当该从核忙时，则按照之前注册表中能力的大小分配到下一个从核中；如果具备该计算能力的从核全部被占用，则将该计算任务放入等待队列中，一旦从核资源被释放，再次进行任务分配；步骤三：从核任务执行完毕，任务卸载，释放资源，通过共享内存方式返回空闲命令，主核将从核标记为空闲状态
。2.
如权利要求1所述的面向异构多核系统的资源管理方法，其特征在于，所述步骤一中，从核支持的计算类型为单指令流多数据流
s imd。3.
如权利要求1所述的面向异构多核系统的资源管理方法，其特征在于，所述步骤一中，从核支持的计算类型为多指令流多数据流
mimd。4.
如权利要求1所述的面向异构多核系统的资源管理方法，其特征在于，所述步骤一中，从核支持的计算类型为向量
。5.
如权利要求1所述的面向异构多核系统的资源管理方法，其特征在于，所述步骤一中，从...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋欣欣，陈树峰，李明磊，张杨，何福利，吴海强，施志强，
申请(专利权)人：北京计算机技术及应用研究所，
类型：发明
国别省市：