[發(fā)明專利]嵌入式異構(gòu)多核處理器上基于用戶描述的程序設(shè)計(jì)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210151037.5
• 申請(qǐng)日: 2012-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN102707952A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟文正;胡越黎;周俊;王龍杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/44
• 分類號(hào): G06F9/44
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種嵌入式異構(gòu)多核處理器上基于用戶描述的并行程序設(shè)計(jì)方法，其特征是，包括下列步驟：用戶通過圖形界面配置向?qū)нM(jìn)行異構(gòu)多核處理器平臺(tái)和任務(wù)的描述，并行模式設(shè)定，基元任務(wù)創(chuàng)建和登記，任務(wù)關(guān)系圖（DAG）生成以及基元任務(wù)在異構(gòu)多核處理器的靜態(tài)分配，實(shí)現(xiàn)將處理器平臺(tái)特性、并行的需求及任務(wù)指派以配置文件的形式（XML）表達(dá)出來；然后將并行解析配置文件后的基元任務(wù)嵌入異構(gòu)多核框架代碼相應(yīng)任務(wù)標(biāo)簽處，構(gòu)造出相應(yīng)的串行源程序，經(jīng)調(diào)用串行編譯工具，最終生成異構(gòu)多核處理器上可執(zhí)行代碼；需進(jìn)一步的軟件開發(fā)包得以實(shí)現(xiàn)，包括：

（1）平臺(tái)和任務(wù)描述器：用于描述包括異構(gòu)核的種類、指令集、數(shù)目、運(yùn)行頻率、存儲(chǔ)空間等模型信息及相應(yīng)的編譯工具鏈，任務(wù)屬性如：任務(wù)號(hào)、任務(wù)名、任務(wù)保存的路徑、任務(wù)負(fù)載大小、任務(wù)采用的語言、任務(wù)類型、任務(wù)傳遞的參數(shù)、任務(wù)間依賴關(guān)系等；

（2）基元庫構(gòu)建：把確定了最佳指派核，負(fù)載相當(dāng)且粒度適中的子任務(wù)定義為基元任務(wù)；

基元任務(wù)間數(shù)據(jù)相關(guān)性是數(shù)據(jù)輸入和輸出等，無相關(guān)性的多個(gè)基元任務(wù)可在不同核上并行執(zhí)行；

基元任務(wù)經(jīng)任務(wù)描述器創(chuàng)建后登記到基元庫，不同領(lǐng)域問題對(duì)應(yīng)其特定的基元庫；

（3）任務(wù)關(guān)系圖（DAG）生成：對(duì)步驟（1）描述的求解任務(wù)，根據(jù)任務(wù)關(guān)系圖的生成，驗(yàn)證任務(wù)描述及任務(wù)間邏輯的正確性，為下階段任務(wù)分配奠定基礎(chǔ)；

（4）基元任務(wù)分配；

根據(jù)異構(gòu)平臺(tái)特性及各并行子任務(wù)特征，將校驗(yàn)正確的基元任務(wù)分配到不同的處理器核；

（5）框架代碼；

將嵌入式異構(gòu)多核應(yīng)用開發(fā)中不同并行模式下程序代碼的結(jié)構(gòu)、規(guī)則加以抽象為框架代碼加入到系統(tǒng)中，成為主/從核并行程序生成的模板；

對(duì)不同并行計(jì)算模式應(yīng)構(gòu)建不同的主/從核框架代碼；

（6）XML生成和解析；

用于將并行化交互配置信息保存為統(tǒng)一的XML文件；并行解析實(shí)現(xiàn)將基元任務(wù)在模板庫的嵌入，以正確構(gòu)造出異構(gòu)多個(gè)核上的串行源程序代碼片段；

操作步驟如下：

步驟1：分析并行化；

步驟2：異構(gòu)多核處理器平臺(tái)描述；

步驟3：并行子任務(wù)描述；

步驟4：基元任務(wù)創(chuàng)建；

步驟5：導(dǎo)入主/從核框架代碼；

步驟6：交互指導(dǎo)并行化；

步驟7：主/從核并行源程序生成；

步驟8：可執(zhí)行并行程序生成；

步驟9：測(cè)試結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的嵌入式異構(gòu)多核處理器上基于用戶描述的并行程序設(shè)計(jì)方法，其特征在于，用戶描述內(nèi)容主要包括：處理器平臺(tái)和任務(wù)的描述；

交互向?qū)且粋€(gè)交互圖形界面，通過該界面引導(dǎo)用戶完成工程創(chuàng)建，并行模式設(shè)定，基元任務(wù)創(chuàng)建和登記，任務(wù)關(guān)系圖（DAG）生成以及基元任務(wù)在異構(gòu)多核處理器的分配等。

3.如權(quán)利要求1所述的嵌入式異構(gòu)多核處理器上基于用戶描述的并行程序設(shè)計(jì)方法，其特征在于，異構(gòu)多核并行性體現(xiàn)在多個(gè)處理器核在同一時(shí)刻并發(fā)的執(zhí)行兩個(gè)或多個(gè)不同的任務(wù)，并行性分解的粒度為任務(wù)級(jí)。

4.如權(quán)利要求1所述的嵌入式異構(gòu)多核處理器上基于用戶描述的并行程序設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述用戶描述信息均以XML格式文件保存。

5.如權(quán)利要求1所述的嵌入式異構(gòu)多核處理器上基于用戶描述的并行程序設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述并行模式是指嵌入式異構(gòu)多核的主-從式體系架構(gòu)可支持的任務(wù)播種、流水、分治等計(jì)算模式。

6.如權(quán)利要求1所述的嵌入式異構(gòu)多核處理器上基于用戶描述的并行程序設(shè)計(jì)方法，其特征在于，基元任務(wù)間相關(guān)性以信號(hào)量、共享存儲(chǔ)器、隊(duì)列等作為同步機(jī)制。

7.如權(quán)利要求1所述的嵌入式異構(gòu)多核處理器上基于用戶描述的并行程序設(shè)計(jì)方法，其特征在于，異構(gòu)多核上串行源程序是通過將并行解析配置文件后的基元任務(wù)嵌入異構(gòu)多核框架代碼相應(yīng)任務(wù)標(biāo)簽處而構(gòu)造的。