[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

说明书

本发明公开了一种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，所述的控制方法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。嵌入式操作系统，包括任务调度、驱动管理和应用工具链等功能，通过本发明的的进程管理器、驱动管理器以及应用的编译链接器，以实现在单一系统下协调控制多颗处理核心的目标，从而提高系统执行效率、降低应用设计复杂度。

技术领域

本发明属于嵌入式操作系统技术领域，具体涉及一种适用于不完全对称多处理微控制器的操作控制方法。

背景技术

一般来说，微控制器平台主要以单核处理器为主，但是随着半导体工艺的增强和技术的改进，越来越多的微控制器采用了多核心的设计，如Ti的F28377D和F28379D等。这些针对微控制的多处理器与常见的对称多处理器[如应用多处理器]不同，各个处理器内核之间不完全对称，主要表现在：

(1)处理器各自有独立的内存空间[包括程序空间]，处理器间不能读写访问其他处理器的独立内存空间。

(2)处理器间具有一定的共享内存[包括外设的内存空间]，但是共享内存空间无法实现隐式的写共享，必须由某个特定处理器[特权处理器]通过显式操作将一部分内存的写权限划分给其他处理器，划分之后，如果不再次进行显式操作，其他处理器对这一区域内存只有读访问权限。

(3)处理器间共享内存一般处于高位内存之中，无法作为堆栈寻址。

除此之外，微控制多处理器由于应用环境需要，亦缺少内存管理单元[MMU]，不能够像应用多处理器那样，提供对虚拟内存的支持。

而适用于嵌入式的操作系统都只能支持单核心或者标准对称多处理器，对于这种非完全对称的微控制多处理器来说，现有的嵌入式系统只能将多核心分割成独立的处理器并由不同的系统之间独立控制，无法做到在单一系统下协调控制多颗核心。

对于多核心处理器而言，如果无法在单一系统内协调控制多颗核心，而仅仅将其分割成独立的核心由不同的操作系统加以控制，则对系统的整体执行效率、应用的复杂度都有很大的影响。不同的操作系统之间很难实现进程的切换，因此很容易出现负载不均衡的情况，影响系统整体执行效率。同时由于不同的系统的应用之间可能会共用一些外设，因此对驱动的调度会变得复杂而繁琐。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于不完全对称多处理微控制器的操作控制方法，能够适用于微控制多处理器，能够在单一系统下协调控制多颗处理核心。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种适用于不完全对称多处理微控制器的操作控制方法，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。

在上述技术方案中，使用队列的方式通讯与同步手段时，通过分割通信队列的方式来实现一个完整通信队列。