[发明专利]适用于不完全对称多处理微控制器的操作控制方法及操作系统

权利要求书

1.一种适用于不完全对称多处理微控制器的操作控制方法，其特征在于：由特权处理器负责多处理器间的进程调度和资源分配，所有处理器都处理单处理器内的进程调度和资源分配，多处理器之间通过核间通讯IPC进行数据交换；包括以下两种手段进行处理器间通讯与同步；

A:当发起处理器想要给目标处理器发送信息时，可以通过把目标处理器的相应寄存器置位来使目标处理器产生中断，目标处理器进入中断时，通过向发起处理器的相应寄存器写入数据，使发起处理器的寄存器清零，此时通过观察发起处理器的寄存器状态，发起处理器和目标处理器进入一种同步状态以进行临界操作，在这个临界态内进行关键操作是安全的，通过有序的反复进入临界态，可以使不同处理器之间完成序列操作；

B：当发起处理器想要给目标处理器发送信息时，先把数据写入队列，然后把相应寄存器置位来使目标处理器产生中断，目标处理器进入中断时，从队列中读取数据，然后向发起处理器的相应寄存器写入数据，使发起处理器的寄存器清零，此时通过观察自身相应寄存器的状态，发起处理器可以判断通讯是否被响应以结束本次通讯。

2.如权利要求1所述的操作控制方法，其特征在于：处理器的通讯内存用来存放处理器间通讯的队列数据，处理器对自身的通讯内存有完全的读写权限、对其他处理器的通讯内存有读取权限；处理器所维护的通讯内存包含输入队列的读指针区、输出队列的写指针区、以及输出队列的数据区，单个处理器的输出队列数据、写指针与其他处理器的读指针构成了一个虚拟的输出队列，本地处理器所维护的、具有读写权限的本地通讯内存中存放了一个单向队列的队列写指针和队列数据，不由处理器维护的、具有只读权限的外部内存中存放了队列读指针。

3.如权利要求2所述的操作控制方法，其特征在于：队列写指针由本地处理器维护，用于指示单向队列数据区中最新写入数据的位置；队列数据由本地处理器维护，以数组形式缓存发送的通讯数据；队列读指针由外部处理器维护，用于指示外部处理器读取队列数据区中内容的位置；处理器的通讯内存数据结构的结构体依次包括输入队列读指针区、输出队列写指针区、输出队列数据区。

4.如权利要求3所述的操作控制方法，其特征在于：输入队列读指针区依次存放了其他外部处理器向本地处理器通讯的通讯队列读指针，它与其他外部处理器内所维护的写指针和队列数据区相对应；输出队列写指针区依次存放了本地处理器向其他外部处理器通讯的通讯队列读指针，它与本地处理器所维护的通讯队列数据区和外部处理器维护的写指针相对应；输出队列数据区依次存放了本地处理器向其他外部处理器通讯的通讯队列缓冲数据，它与本地处理器所维护的通讯队列写指针和外部处理器维护的写指针相对应。

5.如权利要求1所述的操作控制方法，其特征在于：进程管理包括单处理器内的进程管理和多处理器间的进程管理，进程控制体包含了进程的驱动表、通讯队列表、使用的全局变量和堆栈副本；进程包依照以共享内存最小控制片为单位的空间进行对齐并放置于共享内存中，进程包控制体记录了进程包的所属、状态和CPU占用率、包内各个进程的状态表和CPU占用率表，其中所属表示该进程包目前附着的处理器核心，如果没有任何处理器拥有该进程包，则此值为空；状态包括附着[运行]、附着[等待]、附着中、分离中和已分离；其中，特权处理器负责进行多处理器间的任务调度，它以预定的频率运行多处理器任务调度程序。

6.如权利要求1所述的操作控制方法，其特征在于：支持的进程通讯有两种模式：事件和通讯队列，其中事件是时序严格的，而队列提供了时序严格与时序无关两种方式；系统的事件由特权处理器维护与管理，它在共享内存内维护一个全局事件表，当某一进程准备监听某事件时，其所在的处理器将与特权处理器进入同步临界态，在临界态下，特权处理器将进程的相关信息写入等待进程表中，更新等待处理器掩码，然后退出临界态。