嵌入式MPSoC系统中的任务调度管理研究

摘要

嵌入式系统广泛应用于生产和生活的各个领域，随着技术的发展，其性能逐步提升。多处理器系统芯片（Multiprocessors System on Chip，MPSoC）代表了系统集成芯片（System on Chip，SoC）技术的最新发展方向，通过在一个芯片上集成多个处理器核，利用应用程序的并行执行获得较高的运行效率，能够满足诸如移动通信、多媒体应用、网络安全等嵌入式领域日益增长的需求。
　　 为了使应用程序发挥最大的性能，必须结合嵌入式 MPSoC系统的硬件环境合理划分应用程序，并将这些并行任务/线程与底层处理器绑定，通过合理的并行任务/线程调度管理机制协调并行程序在各个处理器核上执行.
　　 为了探索 MPSoC的并行任务/线程调度管理机制，本论文提出一种嵌入式MPSoC系统的任务调度管理方法。以分布式存储结构的 MPSoC为硬件结构，通过对具有流式数据处理特点的应用程序进行粗颗粒度的数据流模型分析，将其划分成许多相互之间具有一定数据依赖关系的任务对象，任务对象采用特定的数据流封装接口，最后被分配到 MPSoC系统中的各个处理器核中由主从核调度系统管理运行，不同核间的任务对象利用消息传递机制处理数据通信。MPSOC系统中主核运行 Iota操作系统，在 Iota中扩展出一个多机任务/线程管理部分，负责主核上的任务/线程调度管理，同时将主核上的任务/线程管理部分中的管理调度器驻留在各个从核处理器上，负责从核上的任务/线程管理工作，这样主从核之间就可以通过管理调度器实现多核间的任务/线程调度运行。通过对 MPEG-4编码程序进行实际的并行任务划分运行工作，考察核间数据通信开销、调度器任务/线程切换开销以及应用程序执行加速比等，以此评估任务调度管理工作的效率。