[發明專利]一種基于硬件保護的多核并行系統處理方法

有效

• 申請號: 201710495308.1
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107357666B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 李申;劉從新;江磊;龍欣榮
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: G06F9/54
• 分類號: G06F9/54;G06F15/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種基于硬件保護的多核并行系統處理方法，采用基于KeyStone架構的多核DSP處理器，將多核DSP處理器劃分為主核和從核，各核運行嵌入式實時操作系統，主核上運行主控核操作系統，從核上運行加速核操作系統，主控核操作系統負責控制，加速核操作系統負責計算，主控核操作系統和加速核操作系統共同完成高可靠功能的初始化。該方法通過硬件異常事件檢測及時發現嵌入式軟件運行時錯誤，從而防止系統執行錯誤的動作，提升了嵌入式多核并行系統的可靠性；同時提供了日志記錄功能，并能夠在異常發生時搜集執行環境的信息，有助于事后分析和排查錯誤；通過后臺任務提供了異常恢復功能，能夠在異常發生后維持系統繼續運行而不會失控。

技術領域

本發明屬于多核嵌入式系統的可靠性設計技術領域，具體涉及一種基于硬件保護的多核并行系統處理方法。

背景技術

隨著并行計算日益密集的應用需求，嵌入式領域處理器正在從單核向多核處理器迅速發展，多核并行計算將成為嵌入式領域的一個重要發展方向。隨著多核并行系統的應用越來越廣泛，多核并行系統的功能日益完善和復雜，如何為多核并行系統提供可靠性功能的設計方法非常迫切。

多核并行系統中核間經常交互，也就意味著訪問主體(如DSP核)可能會訪問不該訪問的空間，而訪問分為讀、寫、執行三種類型，如果訪問主體或地址不正確，則會產生非法的讀、寫、執行行為，最終導致系統不穩定甚至崩潰。基于TI KeyStone架構的多核DSP具有硬件保護機制，可以利用該機制設定相應的訪問權限，從而提升整個多核并行系統的可靠性。

目前尚無基于TI KeyStone架構硬件保護機制實現多核并行系統可靠性的設計方法，本發明基于TI KeyStone的硬件保護機制，提出了一種高可靠多核并行系統的設計方法，為整套多核并行系統提供可靠性保障。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于硬件保護的多核并行系統處理方法，使得多核并行系統在運行時能夠具有較強的可靠性，同時當異常發生時，能夠及時記錄異常信息以便于事后分析，并喚醒后臺任務接管系統以維持系統的運行而不失控。

本發明采用以下技術方案：

一種基于硬件保護的多核并行系統處理方法，采用基于KeyStone架構的多核DSP處理器，將所述多核DSP處理器劃分為主核和從核，主核和從核均運行嵌入式實時操作系統，主核上運行主控核操作系統，從核上運行加速核操作系統，主控核操作系統負責控制，加速核操作系統負責計算，主控核操作系統初始化核外共享設備和核內獨占設備，加速核操作系統初始化核內獨占設備，主控核操作系統和加速核操作系統共同完成高可靠功能的初始化。

優選的，包括以下步驟：

S1、在主控核操作系統中編寫日志任務；

S2、在各核操作系統中編寫高優先級后臺任務；

S3、在各核操作系統中編寫異常服務程序；

S4、編寫周期定時器中斷服務程序，在中斷服務程序中對二級緩存L2進行刷新，使能多核共享內存的自動刷新功能，實現對多核共享內存比特位的檢錯和糾錯；

S5、確定需要捕捉的異常事件號，并將事件號關聯到不可屏蔽中斷，使能異常檢查，完成異常檢查的配置；

S6、編寫從核上的計算應用任務，并將從核計算應用任務的運行時棧部署到各核對應的多核共享內存中；

S7、編譯鏈接后確定各個程序段和區域的長度范圍、訪問主體和讀-寫-執行屬性；

S8、將具有相同訪問主體和讀-寫-執行屬性的程序段和區域通過鏈接腳本文件連續排列，不同訪問主體和讀-寫-執行屬性的程序段和區域之間按內存保護粒度對齊排列，各個程序段和區域加載到二級緩存L2中；