[发明专利]多核微处理器的控制方法

说明书

本发明涉及一种多核微处理器的软件任务的控制方法，多个内核作为并行工作的处理单元，这些软件任务包括同步性软件任务、周期性软件任务、既非同步性也非周期性的软件任务，其特征在于，这些任务被分组为用于周期性软件任务的至少一个第一组和用于同步性任务的至少一个第二组，并且用于周期性任务的组和用于同步性任务的组由特定于它们的内核来处理；既非同步性也非周期性的任务由用于周期性任务的第一组的所述内核或用于同步性任务的第二组的内核来处理，或者由形成至少一个第三组的除了特定用于同步性任务和用于周期性任务的内核之外的至少一个其它内核来处理。

技术领域

本发明涉及多核微处理器的控制方法，多核即多个又称为处理单元的内核。本发明属于使用多核处理器资源的实时处理领域。

本发明特别地但非限制性地应用于控制机动车辆的发动机的具有开放系统架构的计算机领域，该开放系统是可以根据标准接口重新使用应用软件的系统，或者是可以在执行过程中增加或删除新功能的称为适应性版本的系统。

这种开放系统架构可以是根据用于汽车的开放架构系统的Autosar标准的架构(英语中又称为汽车开放系统架构)，但对于本发明而言，这不是必须的。

背景技术

直到过去几年，控制发动机的计算机一直使用具有单处理单元的处理器，即单核处理器。最近，出现了包括至少两个处理单元的处理器，又称为多核处理器，其计算能力比单核处理器的计算能力更高，同时使用的运行频率与单核处理器的运行频率相等。

通常，功能架构根据工作分配的需求或选择多样性的管理来将功能划分为子功能。通常，该功能划分基于多个计算内核上的软件分配方法。此外，对各个子功能之间的转换阶段的研究有时用于该功能划分。简而言之，目前，多核处理器的两个处理单元上的功能例如通过将内核的其中之一分配给开放系统架构的接口上的应用软件且将处理器的另一内核分配给基于系统的软件来实现的。通常，软件的可执行单元(entité)根据其激活类型被分组为各个软件任务。每个软件任务仅包括单一激活类型的可执行单元。因此，这些软件任务能够由任务监视器实时管理，任务监视器根据任务的触发类型来激活它们。

向多核处理器的转变是必要的。事实上，单核处理器的计算能力无法再像过去那样增加，特别是由于其使用频率的极限所限。

这存在以下问题。一方面，是关于对时间约束的满足。例如，在机动车辆的嵌入式系统领域，执行时间受到强烈的约束以获得车辆的构件性能和功能性能所需的反应能力。这对于车辆的动力学功能而言尤其如此，车辆例如是具有热力发动机的车辆，或者具有电力发动机的车辆，或者是组合热力发动机和电力发动机的混合动力车辆。

另一方面，是关于持续增加的处理量。例如，对于控制机动车辆的发动机的软件的处理量，这尤其是由于越来越严格的防污染标准以及越来越强烈的对于减少CO₂排放的低消耗的要求所导致的，而这会增加处理量。

理论上，多核处理器可以提供更强的计算能力，但它们需要在不同内核上并行处理，而这些处理直到现在都是依次在单个内核上执行的。

为了使多核处理器有效地工作，分布在不同处理单元上的处理必须不包含先后关系(relation de précédence)。换言之，处理单元必须能够以不同步的方式运行，而不会相互等待。

这对于使用多核处理器来说并非没有困难，特别是对于机动车辆的发动机的控制，因为这些功能通常包括从输出到输入的伺服回路控制。这些控制回路必须按照精确的顺序执行，并且无法被划分为在两个独立的处理单元上并行进行。

由此可见，在处理单元上分配全部或大部分的应用会在不同的处理单元之间产生工作负荷的不平衡，从而导致无法充分利用多核处理器的潜力。这在开放系统架构的控制发动机的计算机的机动车辆领域尤其如此，其中全部应用的计算负荷远大于基于开放系统架构的软件的计算负荷。