CN100468342C - 基于硬件资源的多核多中央处理器的执行绪分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于硬件资源的多核多中央处理器的执行绪分配方法，应用于主机板上各个硬设备的多执行绪调用中，首先建立各个执行项与其硬件资源的对应关系列表，并依据执行项与其硬件资源的对应关系列表，以分配执行绪为多个分组。最后，依次指定执行绪的多个分组至多个多核中央处理器的单一执行核心来运行，以平均分配多个多核中央处理器的执行绪调用。

Description

基于硬件资源的多核多中央处理器的执行绪分配方法

技术领域

本发明涉及一种执行绪调度处理方法，尤其涉及一种在多核多中央处理器(Central processing unit，CPU)的环境下针对主机板各硬设备操作所提出的执行绪(Thread，线程)分配方法。

背景技术

多核中央处理器是在单一中央处理器的基板上集成两个以上的处理器核心，为主要针对专业用户或家庭多媒体用户的新一代计算机中央处理单元。并且，随着科技的发展还出现了具有两个或以上多核中央处理器的多核多中央处理器系统。由于多核中央处理器将一个任务分为几个较小部分，并由多个处理器核心同时处理，即充分利用多个核心中的所有可执行单元，让可执行单元的执行绪被同时平行调度执行。因此，多核处理技术能够在多媒体应用、多任务应用方面发挥优势，大幅提高计算机运行速度及处理器的性能。

在多核中央处理器的环境下实现对主机板上多个硬设备进行操作时，为了提高各个中央处理器的占用率及系统的运行效率，操作系统通常将需要激活的执行绪协调分配至中央处理器的各个执行核心中。

但是在一些应用场合中，如：测试(Diagnostic)，由于通常压力测试都是由操作系统自行对执行绪分配调度，使得各个中央处理器的占用率为100％，而实际真正运行的执行绪或被测试到的硬设备很少，进而导致大多数执行绪处于等待资源的状态下，这时测试压力实际上被施加至操作系统而非硬设备上。此外，通常因为测试项目的特性或者是硬设备的特性，使得在同一时间仅允许一个执行绪对硬件进行操作，这个时候就会容易发生多个执行绪等待访问的情况了。因此，可能出现某一执行核心处于满负荷运作状态，而其它执行核心则处于等待状态。这样不仅无法体现多核中央处理器的并行处理优势，而且在应用于主机板硬件的压力测试时，也使得各个硬件器件不能够达到最理想的测试压力和测试覆盖率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于硬件资源的多核多中央处理器的执行绪分配方法，以解决多核多中央处理器的硬件层的并行处理中存在资源冲突隐忧问题，平均分配各个中央处理器的压力，避免各个执行核心处于空载或闲置状态。

为实现上述目的，本发明所提供的一种基于硬件资源的多核多中央处理器的执行绪分配方法，应用于主机板上各个硬设备的执行绪调用中，此方法包含以下步骤：建立各个执行项与其硬件资源的对应关系列表，以反映各执行项于一硬件层的潜在资源竞争；依据此执行项与其硬件资源的对应关系列表，以分配执行绪为多个分组；以及依次指定执行绪的多个分组至多个多核中央处理器的单一执行核心来运行，以平均分配多个多核中央处理器的执行绪调用。

其中在分配执行绪为多个分组的步骤中，关于同一硬件资源操作的执行绪被分为同一组，且属于同一组的执行绪执行于多个多核中央处理器的同一个执行核心中。

依照此优先方案，此方法还包含约定一特定设备中断至一特定中央处理器并且再约定一特定执行绪至特定中央处理器的步骤，以由此特定执行绪发出处理特定设备的所有输入/输出。

本发明的基于硬件资源的多核多中央处理器的执行绪分配方法从底层硬设备考虑，依照反映各执行项于一硬件层的潜在资源竞争的关系列表来进行各个执行绪分配，并由中央处理器的单一执行核心分别执行各个分组执行绪，进而能够充分考虑各种硬设备的特性，依据不同的硬设备灵活调度执行绪，以避免硬件层的资源竞争，平均各个中央处理器的压力，提高执行绪的测试效率。

附图说明

图1现有技术的一实施例在没有考虑硬设备时执行绪分组图表；

图2为现有技术的此实施例在没有考虑硬设备时执行绪调用至硬件层的执行情况示意图；

图3为本发明的基于硬件资源的多核多中央处理器的执行绪分配方法基于硬件层的步骤流程图；

图4为本发明的此实施例考虑硬设备时执行绪分组图表；以及

图5为本发明的此实施例在考虑硬设备时执行绪调用至硬件层的执行情况示意图。

其中，附图标记：

10：没有考虑硬件层的执行绪分组图表

11：中央处理器

12：串行通信端口设备

14：行打印终端端口设备

16：第一执行核心

18：第二执行核心

20：考虑硬件层的执行绪分组图表

步骤101 建立各个执行项与其硬件资源的对应关系列表的步骤，以反映各执行项于一硬件层的潜在资源竞争

步骤102 依据执行项与其硬件资源的对应关系列表，以分配执行绪为多个分组

步骤103 依次指定执行绪的多个分组至多个多核中央处理器的单一执行核心来运行，以平均分配多个多核中央处理器的调用

具体实施方式

以下，将结合图式部份对本发明的较佳实施方式作详细说明。

首先请参考图1与图2对现有技术的多执行绪分配方法进行说明。图1为现有技术的一实施例在没有考虑硬设备时执行绪分组图表；以及图2为现有技术的此实施例在没有考虑硬设备时执行绪调用至硬件层的执行情况示意图。

如图1所示，依照一种现有执行绪调度分配机制，即没有考虑硬设备的情况下进行分配后所得到的执行绪分组图表10，共分为四组，其中不同组对应的执行绪之间不存在软件层资源竞争。图2显示了在没有考虑硬设备的情况下，执行绪调度到硬件层执行的情况。在此实施例中存在两个需要执行绪操作的硬设备，串行通信端口设备12与行打印终端端口设备14。

如图2可知，位于中央处理器11的第一执行核心16的当前执行的执行绪0001和第二执行核心18的当前执行的执行绪0003虽然属于不同的分组中，即不存在软件层资源竞争，但它们却要同时对同一个串行通信端口设备12进行硬件操作。通常对于串行通信端口这类设备同一时间只允许一个执行绪执行硬件操作，因此这时执行绪0003只能等待执行绪0001执行完后再对硬件进行操作。但是这时，第一执行核心16处于满负荷状态，第二执行核心18处于等待状态。从硬设备承受压力来看，串行通信端口设备12处于忙碌状态，而此时另一行打印终端端口设备14却处于空闲状态。因此，由于硬件层的资源竞争，使得多核多中央处理器的各个中央处理器的压力分配严重不足，进而降低了系统并行运行的效率。

下面将结合图3、图4及图5对本发明的基于硬件资源的多核多中央处理器的执行绪分配方法进行说明。图3为本发明的基于硬件资源的多核多中央处理器的执行绪分配方法基于硬件层的步骤流程图；图4为本发明的此实施例考虑硬设备时执行绪分组图表；以及图5为本发明的此实施例在考虑硬设备时执行绪调用至硬件层的执行情况示意图。

如图3所示，在从硬件层考虑分配执行绪时，首先建立各个执行项与其硬件资源的对应关系列表，以反映执行项在硬件层的潜在资源竞争(步骤101)。例如图1所示图表10中，识别码为0001、0002及0003的执行绪执行硬件操作的硬设备均为串行通信端口设备，且各个执行项的执行绪位于不同的分组内。同样，识别码为0004及0005的执行绪则需要对行打印终端端口设备执行操作，且对应执行绪各自为一组，因此对于图表10所示的执行绪分组，可能存在硬件层的资源冲突。为了避免上述硬件层资源冲突问题，然后依据此对应关系列表将执行绪分配为多个分组(步骤102)，将关于同一硬件资源操作的执行绪分为同一组。

如图4的分组图表20所示，将串行通信端口(COM)硬设备的执行项串行通信端口.AAA与串行通信端口.BBB分为同一组，将行打印终端端口(LPT)的硬设备的执行项行打印终端端口.AAA与行打印终端端口.BBB分为同一组。进而，通过加入对硬设备的考虑，最终将5个执行绪分为两组，这样就能够避免同时对设备进行硬件操作时存在的资源竞争情况。

接着，依照步骤102分配的执行绪组关系合理分配调度执行绪，依次指定执行绪的多个分组至多个多核中央处理器的单一执行核心来运行，以平均分配多个多核中央处理器的执行绪调用(步骤103)。其中将属于同一执行绪组的执行绪都指定到同一个中央处理器的单一执行核心中，下一组执行绪再指定到此中央处理器的另一个执行核心运行，以此类推。

对于图5显示的实施例，依照上述执行绪分配步骤，将属于同一组识别码为0001、0002及0003的执行绪被指定到中央处理器11的第一执行核心16中运行，然后将属于同一组识别码为0004与0005的执行绪指定到第二执行核心18中。最终执行绪分配情况为中央处理器11的第一执行核心16担当起对串行通信端口设备12的操作，第二执行核心18负责对行打印终端端口设备14的操作，各执行核心独立工作互不影响。而且依照上述分配，在任意时刻第一执行核心16与第二执行核心18都能够处于满负荷状态，硬设备串行通信端口设备12及行打印终端端口设备14均避免闲置状况。因此，不会出现等待硬件资源的情况，进而大大提高了系统运行的效率。需要指出的是，文中所提供的实施例虽然仅针对一个中央处理器，但本发明并不局限于此实施例的中央处理器数目及执行核心数目。

本发明的基于硬件资源的多核多中央处理器的执行绪分配方法可以从系统底层硬设备出发，即充分考虑各种硬设备的特性，根据不同的硬设备灵活调度执行绪。

另外，在存在多个中央处理器情况下，还可以将特定设备中断约定至特定的中央处理器上，然后再将特定的执行绪约定到此特定中央处理器上，并且从此执行绪发出处理特定设备的所有输入/输出，以增加潜在的系统并发。并且，通过设置执行绪与中央处理器之间的约定关系，可达到降低中央处理器之间总线通信的目的。

本发明的基于硬件资源的多核多中央处理器的执行绪分配方法可应用于计算机系统的正常调用及压力测试上，不仅能够避免多核中央处理器的硬件层的并行处理中存在资源冲突隐患，还可用于解决现有测试(Diagnostic)项目在多个多核中央处理器上无法正常测试的问题，实现真正意义的多核中央处理器压力测试。在应用本发明的执行绪分配方法于现有技术的测试(Diagnostic)项目测试时，通过平均分配各中央处理器的压力来提高测试的效率，使得主机板上各个测试器件达到最佳测试压力和测试覆盖率，进而降低产品缺陷和不良率。

本发明的基于硬件资源的多执行绪分配方法不仅能够应用于多核多中央处理器，还适用于超执行绪中央处理器，即支持两个或以上支持超执行绪的单核心中央处理器，两个或以上支持超执行绪的双核心中央处理器。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于硬件资源的多核多中央处理器的线程分配方法，应用于主机板上各个硬设备的多线程调用中，其特征在于，该方法包含下列步骤：

建立各个执行项与其硬件资源的对应关系列表，以反映所述各执行项于一硬件层的潜在资源竞争；

依据该执行项与其硬件资源的对应关系列表，以分配该线程为多个分组，关于同一硬件资源操作的线程被分为同一组；以及

属于同一线程组的线程都指定到同一个中央处理器的单一执行核心中运行，下一组线程指定到中央处理器的另一个执行核心中运行。

2.根据权利要求1所述基于硬件资源的多核多中央处理器的线程分配方法，其特征在于，还包含约定一特定设备中断至一特定中央处理器并且再约定一特定线程至该特定中央处理器的步骤，以由该特定线程发出处理该特定设备的所有输入/输出。

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