CN102033768B - 多cpu系统的启动方法及多cpu系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机技术领域，公开了一种多CPU系统的启动方法及多CPU系统。本发明中，为需要下载不同启动文件的从CPU，设置不同的多播组，需要下载相同启动文件的从CPU，对应同一个多播组，每个多播组分配有PCIe多播地址空间。主控CPU只需把待下载的文件拷贝到事先完成初始化的各多播组的PCIe多播地址空间，支持多播的PCIe交换器就可以自动地把启动文件多播到相应的从CPU的启动内存中。整个多播过程不占用PCIe外部带宽和系统资源，而且数据传输的速度非常快，既可以节约系统资源和PCIe带宽，又能加快从CPU的启动速度。

Description

多CPU系统的启动方法及多CPU系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及多CPU的启动技术。

背景技术

当前，在基于外围器件互联(Peripheral Component Interconnect，简称“PCI”)/PCIe(高速外围器件互联)总线的多CPU(中央处理器)系统中，如何让这些CPU快速启动，使系统尽快进入工作状态，事关整个系统启动性能。当CPU数量非常庞大时，更显得尤为重要。

现有的启动方法基本有两种，第一种是从非易失存储介质(如闪存，硬盘)启动，第二种是从PCI启动。PCI启动方法的基本思想是主控CPU通过PCI/PCIe总线，把从CPU启动所需的二进制文件下载到其对应的内存中，下载完成后，从CPU的Bootloader(引导系统启动的引导程序)就会从该内存处引导系统启动。

目前，主控CPU一般采用多线程的方法启动从CPU，为每个从CPU都发起一个线程，各个线程分别下载对应从CPU启动所需的二进制文件，下载完成后启动从CPU；或者稍加改进，主控CPU把从CPU分组，先启动每组的组长CPU，然后由组长CPU再分别启动各组其它的CPU。

然而，本发明的发明人发现，这些方法都需要把待下载的文件拷贝成多份数据，虽然是多线程或分组下载，但本质上数据传输是软件串行处理的，随着从CPU数量地增加，势必会消耗更多的系统资源和PCI e带宽，启动速度也会变得更慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多CPU系统的启动方法及多CPU系统，节约系统资源和PCIe带宽，加快从CPU的启动速度。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种多CPU系统的启动方法，该多CPU系统包含：主控CPU、从CPU和PCIe交换器，该方法中，多播组被预先设置，需要下载不同启动文件的从CPU对应不同的多播组，需要下载相同启动文件的从CPU，对应同一个多播组，每个所述多播组分配有PCIe多播地址空间；

在每次启动系统时，执行以下步骤：

对于每个多播组，主控CPU将该多播组所对应的从CPU需要下载的启动文件，拷贝至该多播组的PCIe多播地址空间中；

对于每个多播组，通过PCIe交换器将该多播组的PCIe多播地址空间中存放的启动文件，多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间中；

从CPU根据内存空间中存放的启动文件，进行启动。

本发明的实施方式还提供了一种多CPU系统，包含主控CPU、从CPU和PCIe交换器；

主控CPU用于在每次启动系统时，对每个多播组，将该多播组所对应的从CPU需要下载的启动文件，拷贝至该多播组的PCIe多播地址空间中；其中，多播组被预先设置，需要下载不同启动文件的从CPU对应不同的多播组，需要下载相同启动文件的从CPU，对应同一个多播组，每个多播组分配有PCIe多播地址空间；

PCIe交换器用于对每个多播组，将该多播组的PCIe多播地址空间中存放的启动文件，多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间中；

从CPU用于根据内存空间中存放的启动文件，进行启动。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

多播组被预先设置，需要下载不同启动文件的从CPU对应不同的多播组，需要下载相同启动文件的从CPU，对应同一个多播组，每个多播组分配有PCI e多播地址空间。主控CPU只需把待下载的文件拷贝到事先完成初始化的各多播组的PCIe多播地址空间，支持多播的PCIe交换器就可以自动地把启动文件多播到相应的从CPU的启动内存中。通过使用PCIe多播功能下载从CPU所需的启动文件，由于多播过程由硬件完成，因而整个多播过程不占用PCIe外部带宽和系统资源，而且数据传输的速度非常快，既可以节约系统资源和PCIe带宽，又能加快从CPU的启动速度，启动文件越多，从CPU数量越多，就越能体现本发明的优越性。

进一步地，通过将多播组的PCIe多播地址空间映射到从CPU的内存BAR所在的PCI地址空间上，再由内存BAR将映射得到的PCI地址空间，映射到从CPU的内存空间。实现简单，保证了本发明方案的可行性。

进一步地，PCIe交换器可以是一级或多级拓扑结构，使得本发明的实施方式可灵活实现。而且，如果是多级拓扑结构，则底层PCIe交换器只需配置有所需要的多播组的PCIe多播地址空间即可(所需要的多播组的PCIe多播地址空间，为与该底层PCIe交换器连接的从CPU所对应的多播组的PCIe多播地址空间)，避免了不必要的数据传输，节约了系统资源。

进一步地，主控CPU设置的启动标志位的有效值，同样通过PCIe交换器多播到各从CPU，进一步节约了系统资源和PCIe带宽，加快了从CPU的启动速度。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的多CPU系统的启动方法流程图；

图2是根据本发明第二实施方式中的多CPU系统的结构示意图；

图3是根据本发明第二实施方式的多CPU系统的启动方法流程图；

图4是根据本发明第二实施方式中各多播组的PCIe多播地址空间分配示意图；

图5是根据本发明第二实施方式中ulmage文件的多播下载的示意图；

图6是根据本发明第二实施方式中ramdisk文件的多播下载的示意图；

图7是根据本发明第二实施方式中从CPU的启动流程图；

图8是根据本发明第二实施方式中的启动标志位的设置示意图；

图9是根据本发明第三实施方式中的多CPU系统的结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种多CPU系统的启动方法，在本实施方式中，将PCIe多播技术运用到多CPU系统的启动中，使用PCIe多播功能下载从CPU所需的启动文件。

具体地说，为需要下载不同启动文件的从CPU，预先设置不同的多播组，需要下载相同启动文件的从CPU，对应同一个多播组，每个多播组分配有PCIe多播地址空间。

多CPU系统在每次启动时，具体流程如图1所示。在步骤110中，对于每个多播组，由主控CPU将该多播组所对应的从CPU需要下载的启动文件，拷贝至该多播组的PCIe多播地址空间中。

比如说，多CPU系统中包含4个从CPU，从CPU1和从CPU2因需要下载相同的启动文件对于同一个多播组(如多播组1)；从CPU3和从CPU4因需要下载的启动文件相同对于另一个多播组(如多播组2)。多播组1和多播组2各自分配有相应的PCIe多播地址空间。那么，在每次启动系统时，由主控CPU将从CPU1和从CPU2需要下载的启动文件拷贝至多播组1的PCIe多播地址空间中；将从CPU3和从CPU4需要下载的启动文件拷贝至多播组2的PCIe多播地址空间中。

接着，在步骤120中，利用PCIe交换器(PCIe Switch)将每个多播组的PCIe多播地址空间中存放的启动文件，多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间中。由于PCIe Switch支持多播功能，因此可以通过PCIeSwitch，将多播组1的PCIe多播地址空间中存放的启动文件，多播到从CPU1和从CPU2的内存空间中；将多播组2的PCIe多播地址空间中存放的启动文件，多播到从CPU3和从CPU4的内存空间中。

接着，在步骤130中，各从CPU根据内存空间中存放的启动文件，进行启动。针对上述案例，从CP U1、从CPU2、从CPU3和从CPU4，各自根据内存空间中中存放的启动文件，进行启动。

由于有在本实施方式中，通过使用PCIe多播功能下载从CPU所需的启动文件，由于多播过程由硬件完成，因而整个多播过程不占用PCIe外部带宽和系统资源，而且数据传输的速度非常快，既可以节约系统资源和PCIe带宽，又能加快从CPU的启动速度，启动文件越多，从CPU数量越多，就越能体现本发明的优越性。

本发明第二实施方式涉及一种多CPU系统的启动方法。本实施方式在第一实施方式的基础上，进行了细节上的补充说明。

具体地说，本实施方式中的CPU之间通过PCI e总线互联，从CPU作为PCIe设备挂接在底层PCIe Switch(PCIe交换器)上。顶层PCIe Switch0与主控CPU的Root Complex(PCIe根联合体)相连，PCIe Switch 1、PCIe Switch m、PCIe Switch n为底层PCIe Switch，底层PCIe Switch与从CPU相连，如图2所示。每个CPU都运行Linux系统，CPU 0是主控CPU，CPU 1...CPU N是从CPU，从CPU为不支持多播功能的EP(终端PCIe设备)。在本实施方式中，PCIe Switch为二级拓扑结构，但在实际应用中，也可是一级或其他级的拓扑结构。所有PCIe Switch都支持多播功能(MC)，一般而言从CPU类型可能不尽相同，不同类型的从CPU通常需要下载不同的启动文件，本实施方式中以多CPU系统中有三种类型(Type 1，Type m，Type n)的从CPU为例进行说明，不同类型的CPU对应不同的多播组，同一类型的CPU挂接在同一个底层PCIe Switch上。当然，在实际应用中，从CPU可多可少，可大于三种，也可少于三种。

本实施方式的具体流程如图3所示，在系统上电后，进入步骤301和301’，在步骤301中，主控CPU加载从CPU的PCI驱动；在步骤301’中，从CPU的Bootloader初始化内存。步骤301和301’相互独立执行。

在步骤302中，主控CPU配置多播功能，通过PCIe交换器将每个多播组的PCI e多播地址空间中存放的启动文件，多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间中。

具体地说，对需要下载不同启动文件的从CPU，预先设置有不同的多播组，需要下载相同启动文件的从CPU，对应同一个多播组，每个多播组分配有PCI e多播地址空间。由于在本实施方式中，同一类型的从CPU需要下载相同的启动文件，不同类型的从CPU需要下载不同的启动文件。如图1所示，CPU1......CPU m-1为Type 1类型的从CPU，CPU m......CPU n-1为Type m类型的从CPU，CPU n......CPU N为Type n类型的从CPU。因此，需要设置3个多播组(MCG)：MCG0，MCG 1，MCG2。MCG0与Type n类型的从CPU对应；MCG 1与Type m类型的从CPU对应；MCG2与Type1类型的从CPU对应。MCG0，MCG 1，MCG2的PCIe多播地址空间分配如图4所示，多播地址的基址设为0xF0000000，每个MCG的大小为8M Byes，这三个多播组用来把待下载的三类启动文件多播到对应的从CPU内存中。

一般而言，从CPU启动的必要文件有两种：ramdisk和ul mage。ramdisk是根文件系统，ulmage是系统内核镜像。因此，将Type 1类型的从CPU启动文件命名为：ramdisK_1，ulmage_1；Type m类型的从CPU启动文件命名为：ramdisK_m，ulmage_m；Type n类型的从CPU启动文件命名为：ramdisk_n，ulmage_n。下面对通过PCIe交换器将启动文件下载到对应的从CPU上进行详细阐述。

ulmage文件的下载，是指主控CPU分别把ulmag_1、ulmage_m、ul mage_n内核文件下载到从CPU(Type 1，Type m、Type n)对应的内存区域，如图5所示。

首先主控CPU配置PCIe多播寄存器(与PCIe Switch相关的寄存器)和内存PCI基地址寄存器(BAR)。参考图2所示框图，所有PCIe Switch端口都要使能多播功能，最大多播组数设为64个，多播基地址设为0xF0000000，每个多播组的大小都为8MBytes，BloCk寄存器清零。这样，所有PCIe Switch端口都有相同的多播地址空间。

PCIe Switch 0各端口的receive(接收)寄存器要配置为接收MCG0、MCG1、MCG2的数据，PCIe Switch 1配置为接收MCG2的数据，PCIe

Switch m配置为接收MCG1的数据，PCIe Switch n配置为接收MCG0的数据，这是为了Type 1类型的从CPU只接收来自MCG2的数据，Type m类型的从CPU只接收来自MCG 1的数据，Type n类型的从CPU只接收来自MCG0的数据。各底层PCI e交换器只需配置所需要的多播组的PCIe多播地址空间即可，避免了不必要的数据传输，节约了系统资源。

由于从CPU不支持多播功能，需要配置其对应的PCIe Switch下行端口多播overlay(覆盖)寄存器，overlay寄存器用于将PCIe多播地址空间映射到从CPU的内存BAR所在的PCI地址空间上，而内存BAR则把该PCI地址空间映射到从CPU的内存空间，这样PCIe多播地址空间就与从CPU的内存空间对应起来了，如图5所示，具体映射过程如下：

PCIe Switch 1挂接的是Type 1类型的从CPU，以CPU 1为例，CPU 1对应的下行端口overlay寄存器基址设置为其内存BAR基址0xA0000000，overlay大小和MCG大小相同，同为8M Bytes，内存BAR映射到CPU 1存放ulmage的内存地址为0x08000000。PCIe Switch m挂接的是Type m类型的从CPU，以CPU m为例，CPU m对应的下行端口overlay基址设置为其内存BAR基址0x90000000，overlay大小8MBytes，内存BAR映射到CPU m存放ulmage的内存地址为0x04000000。PCIe Switch n挂接的是Type n类型的从CPU，以CPU n为例，CPU n对应的下行端口overlay基址设置为其内存BAR基址0x80000000，overlay大小8MByes，内存BAR映射到CPU n存放ulmage的内存地址为0x02000000。

因此，主控CPU只需将文件ulmage_1、ul mage m、ulmage_n分别拷贝到MCG2、MCG1、MCG0对应的多播空间，PCIe Switch就会把MCG2的数据多播到Type 1类型所有从CPU的ulmage内存空间，把MCG1的数据多播到Type m类型所有从CPU的ulmage内存空间，把MCG0的数据多播到Type n类型所有从CPU的ulmage内存空间，整个多播过程不占用PCIe外部带宽和系统资源，而且数据传输的速度非常快，这样每个从CPU的ulmage内存区域都很快的收到了对应的内核数据。

ramdisk文件的下载，是指主控CPU分别把ramdisk_1、ramdisk_m、ramdisk_n根文件系统下载到从CPU(Type 1，Type m、Type n)对应的内存区域，如图6所示。ramdisk的下载原理与过程与ulmage的下载相同，下面只对其下载的不同之处进行说明：

PCIe多播寄存器的配置，与上述ulmage文件下载中的PCIe多播寄存器的配置相同，只是内存BAR映射的具体位置有些不同，Type 1、Type m、Type n类型的从CPU内存BAR映射到从CPU的内存区域分别为0x08800000、0x04800000、0x02800000，这些区域都用来存放多播过来的ramdisk数据。配置完成后，主控CPU把文件ramdisK_1、ramdisK_m、ramdisk_n分别拷贝到MCG2、MCG 1、MCG0对应的多播空间，PCIe Switch就会把MCG2、MCG 1、MCG0中的ramdisk数据分别多播到Type 1、Typem、Type n类型所有从CPU对应的内存区域。

通过将多播组的PCIe多播地址空间映射到从CPU的内存BAR所在的PCI地址空间上，再由内存BAR将映射得到的PCI地址空间，映射到从CPU的内存空间。实现简单，保证了本发明方案的可行性。当然，若还有其它种类的启动文件也可以按照上述过程进行下载。另外，下载文件前，从CPU的内存已初始化好，并且主控CPU可以访问从CPU的内存和寄存器BAR。

本领域技术人员可以理解，系统上电后，各从CPU的Bootloader首先会初始化内存，然后轮询检测启动标志位boot_valid，该标志位一旦有效，Bootloader就会从对应的内存处引导系统启动。主控CPU把启动文件多播到从CPU放置启动文件的内存区域后就会设置标志位boot_valid，这样从CPU的Bootloader检测到该标志位有效，于是启动系统。从CPU的启动流程如图7所示。

因此，在步骤301’后，即从CPU在完成内存初始化后，进入步骤302’，轮询检测启动标志位boot_valid，如果检测到该启动标志位有效，则进入步骤303’，根据内存空间中存放的启动文件，进行启动；如果未检测到该启动标志位有效，则继续轮询检测该启动标志位。在步骤302后，即在主控CPU通过PCIe交换器将每个多播组的PCIe多播地址空间中存放的启动文件，多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间中后，进入步骤303，将启动标志位设置为有效值，每个多播组分别对应一个启动标志位。

在步骤303中，待所有的启动文件都下载到从CPU对应的内存区域后，主控CPU设置boot_valid标志位，如图8所示，主控CPU设置boot_valid标志位的操作也由PCIe多播完成。

具体地说，先约定Type 1、Type m、Type n类型的从CPU的启动标志位分别为boot_valid_1、boot_valid_m、boot_Valid_n，大小为四个字节，位于多播组和对应内存区域的前四个字节，有效值分别为0xdeadbeed、0xdeadbeee、0xdeadbeef。

如同上述ulmage文件的下载原理与过程，PCIe多播寄存器的配置不变，Type 1、Type m、Type n类型的从CPU内存BAR映射的内存区域分别为0x09000000、0x05000000、0x03000000，这些区域的前四个字节用来存放boot_valid标志位。

配置完成后，主控CPU对MCG2、MCG1、MCG0的PCIe多播地址空间的前四个字节分别赋值为0xdeadbeed、0xdeadbeee、0xdeadbeef，PCIe Switch会把这些标志位分别多播到Type 1、Type m、Type n类型所有从CPU对应的内存空间。

此时，Type 1类型的所有从CPU的Bootloader会轮询内存地址0x09000000处的值，一旦其值为0xdeadbeed，即检测到启动标志位有效，则进入步骤303’，从0x08000000和0x08800000处加载内核和根文件系统，接着启动系统；Type m类型的所有从CPU的Bootloader会轮询内存地址0x05000000处的值，一旦其值为0xdeadbeee，即检测到启动标志位有效，则进入步骤303’，从0x04000000和0x04800000处加载内核和根文件系统，接着启动系统；Type m类型的所有从CPU的Bootloader会轮询内存地址0x03000000处的值，一旦其值为0xdeadbeef，即检测到启动标志位有效，则进入步骤303’，从0x02000000和0x02800000处加载内核和根文件系统，接着启动系统。

不难发现，本实施方式不但同样能达到第一实施方式的技术效果，而且，主控CPU设置的启动标志位的有效值，同样通过PCIe交换器多播到各从CPU，进一步节约了系统资源和PCIe带宽，加快了从CPU的启动速度。

需要说明的是，PCIe规范最大支持64个多播组(MCG)，本实施方式中由于是以三种类型的从CPU为例进行说明，因此使用了三个多播组，但在实际应用中，从CPU的类型可以大于三种或小于三种，相应地就要增加或减少对应的MCG。并且，不同多播组的CPU也可以挂接在同一PCIe交换器上，本实施方式中的同一多播组的从CPU挂接在同一PCIe交换器上只是一种典型情况。

另外，不同类型的从CPU启动文件也可以相同。若相同，这些从CPU对应的PCIe Switch端口要配置为同一MCG，以便接收同一多播组的数据。

另外，本实施方式中给出的多播地址空间、多播映射的PCI空间、BAR映射的内存空间、启动标志位的具体值，只是为方便理解而给出的具体例子，在实际应用中，可以根据据实际情况而设定。

另外，启动文件可以单独下载(针对只有一个从CPU需要下载的情况)，也可以是本实施方式中的分组下载。boot_valid标志位可以在内存中，也可以在寄存器BAR中。

本发明第三实施方式涉及一种多CPU系统的启动方法。第三实施方式与第二实施方式基本相同，区别主要在于：PCIe Switch的拓扑结构不同。

在第二实施方式中，PCIe Switch为二级拓扑结构，顶层PCIe交换器中配置有各多播组的PCIe多播地址空间，与顶层PCIe交换器连接的底层PCIe交换器中，配置有该底层PCIe交换器所需要的多播组的PCIe多播地址空间。其中，底层PCIe交换器所需要的多播组的PCIe多播地址空间，为与该底层PCIe交换器连接的从CPU所对应的多播组的PCIe多播地址空间。

然而在第三实施方式中，PCIe Switch为一级拓扑结构，如图9所示，CPU1......CPU N均挂接在PCIe Switch 0上。由PCIe Switch 0为挂接的每个从CPU配置其对应的PCIe Switch下行端口多播overlay(覆盖)寄存器，overlay寄存器用于将PCIe多播地址空间映射到从CPU的内存BAR所在的PCI地址空间上，而内存BAR则把该PCI地址空间映射到从CPU的内存空间。具体实现方式与第二实施方式类似，在此不再赘述。

PCIe交换器可以是一级或多级拓扑结构，使得本发明的实施方式可灵活实现。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

本发明第四实施方式涉及一种多CPU系统。该多CPU系统包含主控CPU、从CPU和PCIe交换器。

其中，主控CPU用于在每次启动系统时，对每个多播组，将该多播组所对应的从CPU需要下载的启动文件，拷贝至该多播组的PCIe多播地址空间中。其中，多播组被预先设置，需要下载不同启动文件的从CPU对应不同的多播组，需要下载相同启动文件的从CPU，对应同一个多播组，每个多播组分配有PCIe多播地址空间。

PCIe交换器用于对每个多播组，将该多播组的PCI e多播地址空间中存放的启动文件，多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间中。

从CPU用于根据内存空间中存放的启动文件，进行启动。

不难发现，第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明第五实施方式涉及一种多CPU系统。本实施方式在第四实施方式的基础上，进行了细节上的补充。

具体地说，本实施方式中的多CPU系统包含顶层PCIe交换器和底层PCIe交换器，底层PCIe交换器与顶层PCIe交换器连接，从CPU与底层PCIe交换器相连接。

顶层PCIe交换器中配置有各所述多播组的PCIe多播地址空间，底层PCIe交换器中配置有该底层PCIe交换器所需要的多播组的PCIe多播地址空间。其中，底层PCIe交换器所需要的多播组的PCIe多播地址空间，为与该底层PCIe交换器连接的从CPU所对应的多播组的PCIe多播地址空间。

底层PCIe交换器包含L个多播覆盖寄存器，L为与底层PCIe交换器连接的从CPU的个数，每个多播覆盖寄存器对应一个与PCIe交换器连接的从CPU。多播覆盖寄存器用于将与本多播覆盖寄存器对应的从CPU所属的多播组的PCIe多播地址空间，映射到该从CPU的内存BAR所在的PCI地址空间上。

每个从CPU还用于将经多播覆盖寄存器映射得到的PCI地址空间，再映射到本从CPU的内存空间。

需要说明的是，主控CPU还用于在PCIe交换器将启动文件多播到多播组所对应的各从CPU的内存空间后，设置启动标志位有效，每个多播组分别对应一个启动标志位。

从CPU还用于在完成初始化内存后，轮询检测启动标志位是否有效，并在检测到启动标志位有效时，根据内存空间中存放的启动文件，进行启动。

主控CPU在设置启动标志位有效时，将各多播组的PCIe多播地址空间的前N个字节分别赋值为各多播组对应的启动标志位的有效值。

PCIe交换器还用于将每个多播组的PCIe多播地址空间的前N个字节，多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间的前N个字节。

每个从CPU还用于在轮询检测启动标志位是否有效时，检测本从CPU的内存空间的前N个字节。

在本实施方式中，需要下载相同启动文件的从CPU，为同一类型的从CPU。从CPU需要下载的启动文件，包含根文件系统文件和系统内核镜像文件。

不难发现，第二实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本发明第六实施方式涉及一种多CPU系统。第六实施方式与第五实施方式基本相同，区别主要在于：多CPU系统中所包含的PCIe交换器的结构不同。

在第五实施方式中，多CPU系统包含顶层PCIe交换器和底层PCIe交换器，底层PCIe交换器与顶层PCIe交换器连接，从CPU与底层PCIe交换器相连接。也就是说，在第五实施方式中，多CPU系统中所包含的PCIe交换器的结构，为二级拓扑结构。

而在本实施方式中，多CPU系统中所包含的PCIe交换器的结构，为一级拓扑结构。也就是说，在本实施方式中，多CPU系统中包含一个PCIe交换器，PCIe交换器包含L个多播覆盖寄存器，L为与PCIe交换器连接的从CPU的个数(即L为多CPU系统中从CPU的总数)，每个多播覆盖寄存器对应一个与PCIe交换器连接的从CPU。与第五实施方式类似，通过将多播组的PCIe多播地址空间映射到从CPU的内存BAR所在的PCI地址空间上，再将内存BAR所在的PCI地址空间，映射到从CPU的内存空间，实现启动文件的多播传输。

不难发现，第三实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施方式中。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多CPU系统的启动方法，该多CPU系统包含：主控CPU、从CPU和PCIe交换器，其特征在于，多播组被预先设置，需要下载不同启动文件的从CPU对应不同的多播组，需要下载相同启动文件的从CPU，对应同一个多播组，每个所述多播组分配有PCIe多播地址空间；

在每次启动系统时，执行以下步骤：

对于每个所述多播组，主控CPU将该多播组所对应的从CPU需要下载的启动文件，拷贝至该多播组的PCIe多播地址空间中；

对于每个所述多播组，PCIe交换器将该多播组的PCIe多播地址空间中存放的启动文件，多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间中；

从CPU根据内存空间中存放的启动文件，进行启动。

2.根据权利要求1所述的多CPU系统的启动方法，其特征在于，所述PCIe交换器将启动文件多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间的步骤中，包含以下子步骤：

PCIe交换器将所述多播组的PCIe多播地址空间，映射到各从CPU的内存PCI基地址寄存器所在的PCI地址空间上；

各从CPU将经所述映射得到的PCI地址空间，再映射到本从CPU的内存空间。

3.根据权利要求1所述的多CPU系统的启动方法，其特征在于，所述PCIe交换器将启动文件多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间的步骤中，包含以下子步骤：

顶层PCIe交换器中配置有各所述多播组的PCIe多播地址空间，与所述顶层PCIe交换器连接的底层PCIe交换器中，配置有该底层PCIe交换器所需要的多播组的PCIe多播地址空间；其中，所述底层PCIe交换器所需要的多播组的PCIe多播地址空间，为与该底层PCIe交换器连接的从CPU所对应的多播组的PCIe多播地址空间；

所述底层PCIe交换器将配置的多播组的PCIe多播地址空间，映射到与该底层PCIe交换器连接的各从CPU的内存PCI基地址寄存器所在的PCI地址空间上；

各从CPU将经所述映射得到的PCI地址空间，再映射到本从CPU的内存空间。

4.根据权利要求1所述的多CPU系统的启动方法，其特征在于，在通过PCIe交换器将启动文件多播到多播组所对应的各从CPU的内存空间的步骤后，还包含以下步骤：

所述主控CPU设置启动标志位有效，每个所述多播组分别对应一个所述启动标志位；

在所述从CPU根据内存空间中存放的启动文件，进行启动之前，还包含以下步骤：

所述从CPU在完成初始化内存后，轮询检测启动标志位是否有效；

所述从CPU在检测到所述启动标志位有效时，再进入所述根据内存空间中存放的启动文件，进行启动的步骤。

5.根据权利要求4所述的多CPU系统的启动方法，其特征在于，所述主控CPU通过以下方式设置所述启动标志位有效：

所述主控CPU将各多播组的PCIe多播地址空间的前N个字节分别赋值为各多播组对应的启动标志位的有效值；

每个多播组的PCIe多播地址空间的前N个字节，通过PCIe交换器多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间的前N个字节；

所述从CPU轮询检测启动标志位是否有效时，检测本从CPU的内存空间的前N个字节。

6.一种多CPU系统，其特征在于，包含：主控CPU、从CPU和PCIe交换器；

所述主控CPU用于在每次启动系统时，对每个多播组，将该多播组所对应的从CPU需要下载的启动文件，拷贝至该多播组的PCIe多播地址空间中；其中，所述多播组被预先设置，需要下载不同启动文件的从CPU对应不同的多播组，需要下载相同启动文件的从CPU，对应同一个多播组，每个所述多播组分配有PCIe多播地址空间；

所述PCIe交换器用于对每个所述多播组，将该多播组的PCIe多播地址空间中存放的启动文件，多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间中；

所述从CPU用于根据内存空间中存放的启动文件，进行启动。

7.根据权利要求6所述的多CPU系统，其特征在于，所述多CPU系统包含一个所述PCIe交换器，所述多CPU系统中的所有从CPU连接在所述PCIe交换器上；

所述PCIe交换器包含L个多播覆盖寄存器，L为与所述PCIe交换器连接的从CPU的个数，每个所述多播覆盖寄存器对应一个从CPU；

所述多播覆盖寄存器用于将与本多播覆盖寄存器对应的从CPU所属的多播组的PCIe多播地址空间，映射到该从CPU的内存PCI基地址寄存器所在的PCI地址空间上；

每个所述从CPU还用于将经所述多播覆盖寄存器映射得到的PCI地址空间，再映射到本从CPU的内存空间。

8.根据权利要求6所述的多CPU系统，其特征在于，所述多CPU系统包含顶层PCIe交换器和底层PCIe交换器，底层PCIe交换器与所述顶层PCIe交换器连接，从CPU与底层PCIe交换器相连接；

所述顶层PCIe交换器中配置有各所述多播组的PCIe多播地址空间，所述底层PCIe交换器中配置有该底层PCIe交换器所需要的多播组的PCIe多播地址空间；其中，所述底层PCIe交换器所需要的多播组的PCIe多播地址空间，为与该底层PCIe交换器连接的从CPU所对应的多播组的PCIe多播地址空间；

所述底层PCIe交换器包含L个多播覆盖寄存器，L为与所述底层PCIe交换器连接的从CPU的个数，每个所述多播覆盖寄存器对应一个与所述底层PCIe交换器连接的从CPU；

所述多播覆盖寄存器用于将与本多播覆盖寄存器对应的从CPU所属的多播组的PCIe多播地址空间，映射到该从CPU的内存PCI基地址寄存器所在的PCI地址空间上；

每个所述从CPU还用于将经所述多播覆盖寄存器映射得到的PCI地址空间，再映射到本从CPU的内存空间。

9.根据权利要求6所述的多CPU系统，其特征在于，所述主控CPU还用于在所述PCIe交换器将启动文件多播到多播组所对应的各从CPU的内存空间后，设置启动标志位有效，每个所述多播组分别对应一个所述启动标志位；

所述从CPU还用于在完成初始化内存后，轮询检测启动标志位是否有效，并在检测到所述启动标志位有效时，根据内存空间中存放的启动文件，进行启动。

10.根据权利要求9所述的多CPU系统，其特征在于，所述主控CPU在设置所述启动标志位有效时，将各多播组的PCIe多播地址空间的前N个字节分别赋值为各多播组对应的启动标志位的有效值；

所述PCIe交换器还用于将每个多播组的PCIe多播地址空间的前N个字节，多播到该多播组所对应的各从CPU的内存空间的前N个字节；

每个所述从CPU还用于在轮询检测启动标志位是否有效时，检测本从CPU的内存空间的前N个字节。

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