[發(fā)明專利]多核處理器復(fù)用串口的方法及串口復(fù)用裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910176057.6
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN101655826A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳平平
• 申請（專利權(quán)）人: 福建星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡(luò)有限公司
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38
• 代理公司: 北京同達信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 郭潤湘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種使用單個串口監(jiān)控多核處理器多個處理核心運行狀態(tài)的多核處理器復(fù)用串口的方法及串口復(fù)用裝置。

背景技術(shù)

目前，嵌入式系統(tǒng)一般都沒有可視化的監(jiān)視器，只能通過外接字符終端監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)備的運行狀態(tài)，字符終端與嵌入式設(shè)備最常用的連接方式為串口(串行通信接口，用于串行式逐位元數(shù)據(jù)傳輸)連接。

字符終端通常使用PC機終端軟件實現(xiàn)，通過PC機的串口設(shè)備與被監(jiān)控的嵌入式設(shè)備的串口設(shè)備之間的串口連接來實現(xiàn)監(jiān)控，如圖1所示即為嵌入式設(shè)備與PC機的連接關(guān)系。嵌入式設(shè)備的系統(tǒng)軟件與終端軟件建立串口通信連接后，用戶或者開發(fā)人員就通過終端軟件監(jiān)控嵌入式設(shè)備系統(tǒng)軟件的運行狀態(tài)了。具體通過嵌入式設(shè)備的系統(tǒng)軟件接收終端軟件發(fā)送的監(jiān)控命令，以及向終端軟件發(fā)送系統(tǒng)運行狀態(tài)信息的方式實現(xiàn)。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，嵌入設(shè)備中配置單核心處理器已經(jīng)不能滿足高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對處理性能的需求了。如圖2所示，在一個芯片上集成多個處理核心、能并行地運行不同的程序多核心處理器(多核處理器)在網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。如圖2所示，多核處理器通常是共享內(nèi)存的，如圖中CORE1、CORE2、......、COREN多個處理核心通過內(nèi)部互聯(lián)總線共享一個內(nèi)存(Memory)。

由于目前的嵌入式設(shè)備一般都只提供一個串口，在對配置多核處理器的嵌入式設(shè)備進行監(jiān)控時，其多個處理核心都需要通過同一個串口與終端軟件進行信息交互，當多個處理核心都需要向外輸出監(jiān)控信息(包括用戶所需的系統(tǒng)狀態(tài)信息、開發(fā)人員所需的調(diào)試信息等等)時，則需要競爭使用。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般是通過加鎖的方式來解決多個處理核心之間的競爭關(guān)系。如圖3所示，多個處理核心CORE1、CORE2、......、COREN競爭調(diào)取字符串打印函數(shù)，搶到鎖的處理核心占用字符串打印函數(shù)，執(zhí)行圖中所述的加鎖、將字符串逐個輸出到串口，然后解鎖的操作。

現(xiàn)有技術(shù)的處理方式存在以下問題：

(1)由于串口通信速率比較低，打印字符的速度比較慢，逐個打印字符串將消耗相當長的時間。再加上加、解鎖所耗費的時間，導致一個處理核心搶到鎖進入上述字符串打印函數(shù)之后，其他處理核心則由于無法抓住鎖而處于長時間的忙等待狀態(tài)。這種長時間的等待，對于處理高速報文轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)的多個處理核心而言，是很難承受的，其大大影響系統(tǒng)的運行效率，降低了系統(tǒng)的并發(fā)性能。

(2)由于多個處理核心競爭同一個串口，導致輸出信息紊亂。

由于各個處理核心都調(diào)用相同的字符串打印函數(shù)，每次抓到鎖均只能輸出一個字符串，而每完成一次監(jiān)控過程均需要輸出包含多個字符串的一組監(jiān)控信息，因此當對多個處理核心進行監(jiān)控時，相互之間的監(jiān)控信息輸出可能會相互凌亂交叉，導致用戶或者開發(fā)人員在字符終端中無法獲取到清楚輸出信息，甚至無法對系統(tǒng)實施有效監(jiān)控。舉例說明如下：

例如：處理核心CORE1需要輸出一組監(jiān)控信息，包括三個字符串(這里以符號代替)：CORE1_STR1、CORE1_STR2、CORE1_STR3。而處理核心CORE2也需要輸出一組監(jiān)控信息，也包括三個字符串：CORE2_STR1、CORE2_STR2、CORE2_STR3。

設(shè)字符串打印函數(shù)為PRINT，則CORE1的監(jiān)控信息輸出程序為：

PRINT(“CORE1_STR1”)；

PRINT(“CORE1_STR2”)；

PRINT(“CORE1_STR3”)；

同樣，CORE2的監(jiān)控信息輸出程序為：

PRINT(“CORE2_STR1”)；

PRINT(“CORE2_STR2”)；

PRINT(“CORE2_STR3”)；

但是，由于CORE1、CORE2是并行運行各自的監(jiān)控程序，上述調(diào)用字符串打印函數(shù)的時間順序可相互交叉，最終打印到字符終端的輸出信息隨調(diào)用程序順序的不同，可能出現(xiàn)多種情況，例如可能輸出如下順序的輸出信息：

CORE2_STR1

CORE1_STR1

CORE1_STR2

CORE2_STR2

CORE1_STR3

CORE2_STR3

可見，上述最終輸出信息中，CORE1與CORE2的監(jiān)控信息交叉紊亂了。當多核處理器的處理核心數(shù)目較多，且監(jiān)控信息較復(fù)雜時，交叉紊亂后的信息可能就會變得無法讀取，導致用戶及開發(fā)人員無法對系統(tǒng)實施有效監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容