[发明专利]用以任务调度与分配的处理系统及其加速方法

说明书

本发明公开一种用以任务调度与分配的处理系统处理系统及其加速方法，该处理系统包括至少一处理器内核、多个硬件加速器以及一微控制器。处理器内核用以运行多个进程，并且对应每一上述进程建立至少一任务队列。处理器内核产生多个命令封包并将其压入对应的上述任务队列。多个硬件加速器执行上述命令封包。微控制器配置在上述硬件加速器与处理器内核之间，用以调度上述命令封包至对应的上述硬件加速器执行。当上述硬件加速器的任何一个执行属于上述进程其中的一个的上述命令封包时，微控制器指派硬件加速器优先执行属于进程的上述任务队列的其他上述命令封包。

技术领域

本发明涉及一种处理系统与访存方法，特别涉及一种异构处理器的处理系统、加速方法与访存方法。

背景技术

硬件加速器，如加速功能单元(accelerator function unit，AFU)，主要用于加速一些特定的计算任务，这些计算任务如果由中央处理器内核的软件进行运算，将使得效率低下。而硬件加速器通过分析计算过程，设计专门的硬件逻辑处理计算的任务，以达到加速效果。硬件加速器与中央处理器之间的接口实现将特定的加速任务指派给硬件加速器执行，已知技术中的硬件加速器通常是以设备(device)的形式直接连接于总线及系统存储器，导致产生两个问题：首先，硬件加速器所能使用的系统存储器的空间是固定的；其次，任务通常是中央处理器在用户模式下(user mode)建立但需要在内核模式下(kernel mode)将其分指派给硬件加速器执行，因此这些任务往往需要从用户空间(user space)拷贝到内核空间(kernel space)，这需要进行较为耗费资源的上下文切换(context switch)操作。

此外，在当前多用户多任务并行的操作系统平台下，存在着多个应用程序或执行流皆有硬件加速的需求。如何调度多任务给硬件加速器执行亦为该接口设计的一大难点。

为了满足多个应用程序或执行流共用硬件加速器的需求，往往在一颗芯片中放置多个硬件加速器。然而若是多个硬件加速器之间没有协同调度，将使得硬件加速器的任务分配不平均，则多个硬件加速器的能力将无法充分发挥。

因此，我们有需要设计一种全新的异构计算处理系统以克服现有技术中硬件加速器与中央处理器在任务指派、调度与分配上存在的上述技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种任务调度与分配的处理系统及其加速方法，依据任务队列所属的进程来调度与分配命令封包，并且藉由配置多个任务队列的时间片以及轮询机制的执行，能够平均调度与分配多个任务队列的命令封包，避免发生过度集中分配与执行一部分的任务队列、却忽略与闲置另一部分的任务队列的情况。

本发明的一实施例提供了一种处理系统，包括至少一处理器内核、至少一硬件加速器以及一微控制器。处理器内核用以运行多个进程(process)，并且对应每一上述进程建立至少一任务队列。处理器内核产生多个命令封包(command packet)并将其压入对应的上述任务队列。至少一硬件加速器执行上述命令封包。微控制器配置在上述硬件加速器与处理器内核之间，用以调度上述命令封包至硬件加速器执行。当上述硬件加速器执行属于上述进程其中的一个的上述命令封包时，微控制器指派硬件加速器优先执行属于进程的上述任务队列的其他上述命令封包。

本发明的另一实施例提供了一种用以任务调度与分配的方法，适用于至少一处理器内核、至少一硬件加速器以及一微控制器。处理器内核用以运行多个进程。上述访存方法包括：对应每一上述进程建立至少一任务队列；产生多个命令封包并将其压入对应的上述任务队列；藉由微控制器调度上述命令封包至对应的上述硬件加速器执行；以及当上述硬件加速器执行属于上述进程其中的一个的上述命令封包时，指派硬件加速器优先执行属于进程的上述任务队列的其他上述命令封包。

关于本发明其他附加的特征与优点，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可根据本申请实施方法中所公开的处理系统与访存方法而加以实施。

附图说明