[發明專利]嵌入式操作系統確定性核間通信方法及系統

在審

• 申請號: 202011299769.X
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112286860A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 包晟臨;朱旭光
• 申請（專利權）人: 華東計算技術研究所（中國電子科技集團公司第三十二研究所）
• 主分類號: G06F15/163
• 分類號: G06F15/163;G06F13/28
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種嵌入式操作系統確定性核間通信方法及系統，將任務映像存儲在閃存中，并在系統啟動時加載到主存儲器中；通過專用DMA引擎在任務激活時將所述任務映像移入應用處理部分的核上私有內存或從應用處理部分的核上私有內存移出；通過輔助DMA引擎在應用處理部分和I/O處理器之間執行I/O數據傳輸；從應用處理部分的核上私有內存執行所述任務；在從I/O處理部分加載任務后，僅傳輸與任務相關的I/O數據。保障了國產化硬件環境下，多核高安全嵌入式操作系統的核間通信機制的確定性。

技術領域

本發明涉及通信領域，具體地，涉及一種嵌入式操作系統確定性核間通信方法及系統。

背景技術

隨著處理器核的數量的增加，多核環境下的任務調度等問題導致多核實時嵌入式操作系統中出現了大量的不確定性問題。它們增加的復雜性常常導致時間可預測性的喪失，這違反了硬實時系統的關鍵要求。

同時，為適應操作系統國產化及高安全操作系統的現實需要，本申請基于飛騰等DSP處理器的緩存機制，提出了一種以核上私有內存為中心的多核嵌入式高安全操作系統的核間通信機制設計。

申請號:CN201911113724.6的專利文獻公開了多核處理器的核間通信方法及裝置，該發明使用一塊動態共享內存實現核間通信，但由于消息在核間傳遞存在時延和耦合，不能保證核間通信時間的可預測性。

申請號:CN201910784397.0的專利文獻公開了一種SoC核系統的設計和核間任務通信的實現方法，該發明目標在于多軸控制技術，對于核間通信的時間可預測性沒有高安全多核嵌入式操作系統要求高，該發明使用共享內存完成核間通信機制，不能解決核間通信的時延和耦合的不確定性。

申請號:CN202010243471.0的專利文獻公開了基于異構多處理系統的核間通信方法及系統，該發明使用共享內存完成核間通信機制，不能解決核間通信的時延和耦合的不確定性。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種嵌入式操作系統確定性核間通信方法及系統。

根據本發明提供的一種嵌入式操作系統確定性核間通信系統，包括：應用處理部分和I/O處理部分；

所述應用處理部分包括多個核，多個核之間通過總線連接，每個核都具有核上私有內存；

所述I/O處理部分包括I/O處理器和DMA，所述I/O處理器和所述DMA之間通過總線連接，所述I/O處理器包括核上私有內存；

其中，在任務激活時，通過DMA中的專用DMA引擎將任務映像移入應用處理部分的所述核上私有內存或從應用處理部分的核上私有內存移出，在應用處理部分加載所述任務后，在所述核上私有內存執行所述任務；在I/O處理部分在加載所述任務后，I/O處理部分通過DMA中的輔助DMA引擎僅傳輸與所述任務相關的I/O數據。

優選地，在將任務映像移入應用處理部分的所述核上私有內存之前，先判斷應用處理部分是否有空閑的核上私有內存，在有空閑的核上私有內存的情況下，將任務加載至空閑的核上私有內存，在沒有的情況下進行等待。

優選地，每個所述核上私有內存都創建一個分區。

根據本發明提供的一種嵌入式操作系統確定性核間通信方法，包括：

步驟S1：將任務映像存儲在閃存中，并在系統啟動時加載到主存儲器中；

步驟S2：通過專用DMA引擎在任務激活時將所述任務映像移入應用處理部分的核上私有內存或從應用處理部分的核上私有內存移出；

步驟S3：通過輔助DMA引擎在應用處理部分和I/O處理器之間執行I/O數據傳輸；

步驟S4：從應用處理部分的核上私有內存執行所述任務；