[發明專利]多處理器系統及其處理器管理方法

在審

• 申請號: 201711250217.8
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN109871275A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 黃建興
• 申請（專利權）人: 晨星半導體股份有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 湯在彥

本發明提供一多處理器系統及其處理器管理方法。一暫存器中記錄有一特定處理器對于一共用周邊中斷請求的接受度。一執行緒產生電路接收多個請求，據以產生多個執行緒。每當執行緒產生電路接收到該多個請求之一時，一標記決定電路根該執行緒的屬性為該執行緒決定一即時性標記。一排程器選擇該特定處理器將執行的一優先執行緒。一調整電路根據優先執行緒的即時性標記，至暫存器設定該特定處理器于執行優先執行緒時對于該共用周邊中斷請求的接受度。一中斷控制器在分派中斷請求時將該暫存器所記錄的該接受度納入考慮。

技術領域

本發明與多處理器系統相關。

背景技術

為了提高效能，除了個人電腦與筆記型電腦，近年有愈來愈多的消費性電子產品采用包含多個獨立中央處理器的電路架構。這些處理器通常被設計為受到單一作業系統控制，并且能夠支持多個應用程序同時運作。圖1呈現一個此類型多處理器系統的示意圖。多處理器系統100包含N個處理器(標示為110₁、110₂、…、110_N，統稱處理器110，N為大于一的整數)、一執行緒(thread)產生電路120、一總排程器130、N個排程器(標示為140₁、140₂、…、140_N，統稱排程器140)與一中斷控制器(interrupt controller)150。

執行緒產生電路120負責接收來自應用程序191～194的請求，將各應用程序須交由處理器110執行的任務包裝為相對應的多個執行緒?？偱懦唐?30會根據各個處理器目前的工作量，決定應如何將執行緒產生電路120產生的執行緒分配至這些處理器各自的佇列(queue)。每一個處理器110各自搭配的排程器140用以自其佇列中挑選出優先程度最高的執行緒來，令處理器110執行。

中斷控制器150負責接收存儲器、計時器、影像處理器等電路(未繪示)發出的中斷請求(interrupt request,IRQ)，并傳達給處理器110。在一多處理器系統內，通常有數種中斷請求，包含針對性(per-processor)中斷請求與共用周邊(shared peripheral)中斷請求。針對性中斷請求系指針對一個特定處理器發出的中斷請求，只能由該特定處理器處理，例如是處理器本身的計時器發出的中斷請求或者是兩兩處理器之間的溝通所產生的中斷請求(inter-processor interrupt)。相對地，共用周邊中斷請求則是N個處理器110中任一個處理器都可以處理的。

在一般作業系統的運作邏輯中，中斷請求的優先順序高于所有的執行緒。每當出現一個針對性中斷請求，相對應的特定處理器會暫停原本正在進行中的執行緒，開始處理這個針對性中斷請求。另一方面，每當出現一個共用周邊中斷請求，則是任何一個當時并未正在處理其他中斷請求的處理器110，都會加入競爭的行列，爭取這個共用周邊中斷請求的處理權。隨后，贏得處理權的處理器110便會開始處理這個共用周邊中斷請求；原本由該處理器110正在進行中的執行緒會被暫停(即使此工作周期尚未結束)，置回其佇列中等待，直到下一次被該處理器110的排程器140選中，才會被重新執行。

上述做法的缺點在于，某些執行緒若因中斷請求介入的關系被處理器中途暫停過久，會造成問題。一經典的情況發生于當某處理器正在處理某個高即時性的執行緒時，又接收了一中斷請求，使得該執行緒的停滯時間長度超過一預設時間長度，造成執行緒的數據漏失或其他錯誤。以音樂播放程序的執行緒為例，如果正在進行中的執行緒被中途放棄，原本在播放當中的樂曲可能會出現不連續的中斷情況，導致不良的使用者經驗。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種新的多處理器系統及其處理器管理方法。