[發明專利]一種基于共享存儲的多核多處理器同步與通信系統

在審

• 申請號: 202011360441.4
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112486704A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 舒紅霞;常軒;胡舒婷
• 申請（專利權）人: 中船重工（武漢）凌久電子有限責任公司
• 主分類號: G06F9/54
• 分類號: G06F9/54;G06F9/52;G06F13/24;G06F13/40
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 李新昂

本發明公開了一種基于共享存儲的多核多處理器同步與通信系統，包括：多核多處理器組件，包括多核多處理器和高速總線；共享存儲區管理組件，包括全局信號量緩沖池區、全局消息隊列緩沖池區、全局數據存儲器緩沖池區、名表區和緩沖池管理模塊；系統服務組件，包括全局信號量、全局消息隊列和全局數據存儲器；同步與通信代理組件，包括通知模塊和映射模塊。該多核多處理器系統解決了運行在多核多處理器上線程間的同步與通信、數據交互的問題，具有編程簡單、性能高、速度快的特點，保證系統有秩序、高效安全的運行。

技術領域

本發明涉及一種同步與通信系統，具體為一種基于共享存儲的多核多處理器同步與通信系統，屬于嵌入式計算機技術領域。

背景技術

隨著計算機系統的發展以及領域應用對實時性、并行性需求的日益增長，多核多處理器硬件平臺的發展給嵌入式軟件系統的研究帶來新的挑戰。

在多核多處理器并行系統中，因為無法有效提高系統處理性能、無法合理使用有限資源，將會導致多核多處理器并行系統不具備高效可靠的臨界資源分配、共享資源爭用、多核通信機制，不能夠高速安全地處理多核之間線程的協同工作，實現線程間的同步與通信，完成資源的共享訪問與線程交互，進而產生運行錯誤，導致系統崩潰。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于共享存儲的多核多處理器同步與通信系統，能夠高效安全地處理多核之間線程的協同工作，實現線程間的同步與通信，完成資源的共享訪問與線程交互，解決了運行在多核多處理器上線程間的同步與通信、數據交互的問題，具有編程簡單、性能高、速度快的特點。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：一種基于共享存儲的多核多處理器同步與通信系統，所述多核多處理器同步與通信系統包括：

多核多處理器組件，包括多核多處理器和高速總線；

共享存儲區管理組件，包括全局信號量緩沖池區、全局消息隊列緩沖池區、全局數據存儲器緩沖池區、名表區和緩沖池管理模塊；

系統服務組件，包括全局信號量、全局消息隊列和全局數據存儲器；

同步與通信代理組件，包括通知模塊和映射模塊。

優選地，所述多核多處理器組件的多核多處理器的各處理核心通過高速總線映射一段共享存儲區，供共享存儲區管理組件使用。

優選地，所述多核多處理器組件的多核多處理器的處理器節點的個數至少有1個；所述處理器節點的處理核心的個數至少有1個；并且所述處理器節點之間或處理核心之間支持高速總線互連；其中，高速總線為SRIO總線或PCIE總線。

優選地，所述全局信號量緩沖池區包括全局信號量緩沖池和全局信號量等待隊列緩沖池；

所述全局消息隊列緩沖池區包括全局消息隊列緩沖池和消息緩沖池；

所述全局數據存儲器緩沖池區包括全局數據存儲器緩沖池、用戶堆緩沖池和數據緩沖池；

其中，緩沖池為帶表頭指針的雙向鏈表，鏈表表頭均放置在各自所屬的處理核心上，包括可變大小緩沖池和固定大小緩沖池兩種類型；

全局信號量緩沖池、全局信號量等待隊列緩沖池、全局消息隊列緩沖池、全局數據存儲器緩沖池和用戶堆緩沖池為固定大小緩沖池，消息緩沖池和數據緩沖池為可變大小緩沖池；

共享存儲區管理組件支持用戶根據需求自定義緩沖池；

緩沖池可用中斷、互斥鎖或全局信號量的方式進行互斥訪問。

優選地，所述共享存儲區管理組件的名表區用于存放全局對象名表；其中，所述名表區位于主處理核心映射的共享存儲區；

所述名表的內容包括控制名表互斥訪問的全局信號量、名表中所有已創建的全局對象數目以及所有已創建的全局對象信息；