[发明专利]优化众核系统修复性能的运算流图映射方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及众核处理器领域，特别涉及一种优化众核系统修复性能的运算流图映射方法及装置。

 

背景技术

目前，随着半导体工艺的日益进步，集成度越来越高，能够在单位面积上集成的门数越来越多。近年来，业界设计者已经意识到处理器芯片的设计面临着两个问题：一是波拉克法则所提出的，单个芯片运算效率的提升只正比于设计复杂度（门数）的平方根，即意味的增加单个芯片的设计复杂度提升运行效率已经达到了瓶颈；二是对系统可靠性的关注日益增加，芯片在使用的时候，一个基本元件或运算单元故障都有可能导致整个系统崩溃，如何将一个系统芯片从故障中恢复，提高系统的寿命也成为了一个问题。

单核系统不仅在性能提高上，由于设计复杂带来的能耗问题上，还是在应对可靠性故障的处理措施上，都无法满足设计者和用户的要求。增加核的数量，多核协作并行处理可以提高系统任务处理效率；另一方面，众核系统架构拥有众多冗余的资源，为处理器系统的自我修复提供了条件。图1展示了一种矩形结构的众核架构，拥有众多冗余的核、路由和通信连接线。

现有的技术主要有两种：一种为当检测某一个单核发生故障后，会在控制核的协作下进行重启以达到恢复的目的；另外一种为当检测到某一个单核发生故障且重启后也无法恢复的时候，将所述某核从众核系统中剥离，利用冗余的核对系统的业务进行重新分配，以恢复系统功能。

上述现有两种提高众核处理器的可靠性的方法的缺点为：第一种方案虽然能够恢复由环境、高能粒子等引起的信号变化产生的软错误，若是该核硬件上产生故障，重启则无法解决；第二种方案虽然提供了一种可靠性高的恢复方案，但是该方案没有提供一种能够提高自修复性能的映射方法，如果某一个单核出现了故障，并且在该核周围没有空闲的核，则该核任务将会被重新分配至距离原位置较远的位置，或者多个核任务将会移动，导致修复后系统性能下降过大并且自修复时延过长功耗过大，多次故障自修复后影响更大。

为此，如何对一个系统的运算流图进行众核架构映射，使得故障自修复时延短，修复后对系统性能影响低，成为了一个有待解决的问题。本发明针对上述问题，在编号为513080102的课题的资助下，提出了一种优化众核系统修复性能的运算流图映射方法及装置。

 

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种优化众核系统修复性能的运算流图映射方法，其目的在于解决众核系统因为故障后，自修复时延长，自修复后系统性能下降等问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种优化众核系统修复性能的运算流图映射方法，包括：

对于一个已经分配好任务的众核系统运算流图，为每一个节点的任务进行可靠性计算，生成每个节点任务的可靠性保障优先级；

基于可靠性保障优先级生成节点所需预留的邻近空闲核数目；

基于可靠性保障优先级列表和系统运算流图完成运算流图到目标众核架构的映射。

较佳的，对于一个已经分配好任务的众核系统运算流图，为每一个节点的任务进行可靠性计算，还包括：

任务越是重要，可靠性保障优先级越高；

任务故障概率越高，可靠性保障优先级越高；

或，综合考虑这两方面因素。

较佳的，根据可靠性保障优先级生成节点所需占用的邻近空闲核数目方法，还包括：

生成邻近空闲核需考虑任务节点总数和众核架构资源，不同优先级分配邻近空闲核数目由该方法自动生成或者用户手动定义，保存在可靠性保障优先级列表中；众核架构资源由用户配置。

较佳的，邻近空闲核，其特征在于：

邻近空闲核的范围由用户定义。

较佳的，其特征在于，根据可靠性保障优先级列表和系统运算流图完成运算流图到目标众核架构的映射，包括步骤：

第一步，选取未映射节点中可靠性保障优先级最高的节点；

第二歩，查询目标众核架构上是否存在未分配核，若存在则进行第三歩，否则进行第五歩；

第三歩，查询是否存在一片区域满足节点邻近空闲核数要求，若不存在则进行第四步，否则进行第六步；

第四步，降低邻近空闲核数要求，重新进行第三步；

第五步，选取已映射节点中可靠性保障优先级最低的且拥有邻近空闲核数的节点，将其空闲核作为映射目标；

第六步，将节点映射到该区域；

第七步，检查是否映射完毕，若完成则进行第八步，否则回到第一步；

第八步，在每个节点区域内根据一定方法选择一个核作为初始位置进行配置，完成系统配置；