JP2006133995A - プロセッサシステム及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各々が独立してタスクを処理する複数の第1プロセッサ11−1〜11−(m−1)と、前記第1プロセッサ11−1〜11−(m−1)の各々の温度を測定する温度センサ12−1〜12−(m−1)と、前記第1プロセッサで処理される前記タスクのプログラム、及び前記タスクとその優先順位との関係を保持するタスク優先順位テーブル22とを記憶するメインメモリ20と、前記優先順位テーブル22と、前記温度センサ12−1〜12−(m−1)で測定した各々の前記第1プロセッサ11−1〜11−(m−1)の温度とに基づいて、前記タスクのプログラムを前記第1プロセッサの各々に割り当てる第2プロセッサ11−mとを具備する。
【選択図】 図1
Description
各プロセッサ11−1〜11−mは、内部バスによりそれぞれデータ通信可能に接続されている。そしてプロセッサ11−1〜11−mの各々は、インターフェース13、処理ユニット14、レジスタ15、及びメモリ16を備えている。インターフェース13は、当該プロセッサ11−1〜11−mと外部との間の信号の授受を制御する。メモリ16は、メインメモリ20からプログラムを読み出し保持する。処理ユニット14は、メモリ16に読み出したプログラムに基づいてタスクを実行する。レジスタ15は、処理ユニット14がタスクを処理する際に用いる様々なパラメータを一時的に保持し、制御レジスタや演算レジスタを含む。上記構成のプロセッサ11−1〜11−mの各々は、互いに独立してプログラムを実行し、与えられたタスクを処理する。またプロセッサ11−1〜11−mは、例えば同一チップ内に形成され、各メモリ16はeDRAM(embededd Dynamic Random Access Memory)等を使用することが出来る。温度センサ12−1〜12−mは、それぞれ対応するプロセッサ11−1〜11−mの温度を測定する。
最初に(例えば電源投入時)、システムの初期化が行われる。初期化にあたってオペレーティングシステム31は、システムにて動作させるタスク情報をメインメモリ20内に作成、またはロードする。タスク情報とは、図2を用いて説明した優先順位テーブル22、ディスパッチテーブル23、上昇温度テーブル24、処理時間テーブル25、プロセッサ発熱テーブル26、低下温度テーブル27、タスクプログラム28−1〜28−n、温度情報テーブル29、及びタスク管理プログラム30等である。更にメインメモリ20内に、コンテキストセーブエリア32を確保する。またオペレーティングシステム31は、タスク処理の周期設定(1サイクルの長さなど)の設定も実施する。
初期化が終了すると、プロセッサ11−mは、プロセッサ11−1〜11−(m−1)に対してタスクの割り当てを開始する。まず、温度センサ12−1〜12−(m−1)で得られる各プロセッサ11−1〜11−(m−1)の現在温度と、メインメモリ20から読み出した優先順位テーブル22とに基づき、タスクの実行順序と、いずれのプロセッサにどのタスクを割り当てるかを決定する(ステップS16、これを以下スケジューリングと呼ぶ)。
以下詳細に説明する。まずスケジューリングにあたって、プロセッサ11−mは優先順位テーブル22をメインメモリ20から読み出す。優先順位テーブル22の一例について図5を用いて説明する。図5は優先順位テーブル22の概念図である。
上記ステップS21において予測温度が注意温度を超えたプロセッサに割り当てられていたタスクが高優先順位であった場合(ステップS24)、既に割り当てたタスクの処理を開始する前に、再スケジューリングを行う(ステップS25)。再スケジューリングは、プロセッサ11−mがオペレーティングシステムからコンテキストセーブ完了の通知を受けた後に行う。
以上のように、ステップS21で全てのプロセッサにおいて予測温度<注意温度と判定された後、または予測温度>注意温度であって、再スケジューリングを行った後、タスクの実行が開始される(ステップS26)。なお、ステップS25において再スケジューリングを行った結果、やはり高優先順位のタスクの割り当てが不可能であった場合には、当該タスクをコンテキストセーブエリア32に保存した状態でステップS26に進む。
(4)プロセッサシステムの性能を向上できる(その3)
本実施形態に係る構成及び方法であると、タスクをプロセッサに割り当てる前に、各プロセッサについて、複数のタスクをそれぞれ実行した際の予測温度を計算している。従って、タスク割り当てを行うプロセッサ(またはシステムコントローラ)は、プロセッサとタスクとの全ての組み合わせについての予測温度を知ることが出来る。そのため、タスクの優先度を考慮しつつ、各プロセッサへの効率的なタスク割り当てが可能となり、プロセッサシステムとしての処理能力を向上できる。
(5)マルチコアプロセッサの温度上昇を効果的に抑制できる。
Theat1=Tm1+(Ti−Td)+Taff12+Taff13+Taff14
となる。
(6)プロセッサシステムの性能を向上出来る(その4)。
(7)マルチコアプロセッサの温度上昇を抑制できると共に、温度を均一に出来る。
(8)アプリケーションの停滞を防止しつつプロセッサシステムの温度上昇を抑制できる。
本実施形態に係るマルチコアプロセッサ10は、緊急避難用のプロセッサ11−1を有している。このプロセッサ11−1は通常動作時には動作停止とされており、その他の通常動作用プロセッサ11−2〜11−(m−1)によってタスクが実行されている。しかし、マルチコアプロセッサ10の温度が一定以上に達した場合には、全ての通常動作用プロセッサ11−2〜11−(m−1)を動作停止させる。これによりマルチコアプロセッサは急激に冷却され、十分に温度が低下させる。通常動作用プロセッサ11−2〜11−(m−1)が動作停止されている期間は、緊急避難用プロセッサ11−1が動作状態される。そしてプロセッサ11−1によって、最も優先度の高いタスクが実行される。従って、アプリケーションの停滞を最小限にすることが出来る。
1.各々が独立してタスクを処理する複数の第1プロセッサと、
前記第1プロセッサの各々の温度を測定する温度センサと、
前記第1プロセッサで処理される前記タスクのプログラム、及び前記タスクとその優先順位との関係を保持するタスク優先順位テーブルとを記憶するメインメモリと、
前記優先順位テーブルと、前記温度センサで測定した各々の前記第1プロセッサの温度とに基づいて、前記タスクを前記第1プロセッサの各々に割り当てる第2プロセッサとを具備する。
4.複数のプロセッサを備えたプロセッサシステムの制御方法であって、
前記複数のプロセッサの温度を計測するステップと、
処理の優先順位と各プロセッサの温度とに応じて、各々の前記プロセッサにタスクを割り当てるステップと、
前記タスクを処理した際に各々の前記プロセッサが達する温度を予測するステップと、
前記予測した温度が規定温度を超える場合、当該プロセッサに割り当てたタスクをメインメモリに退避させるステップと、
前記予測した温度が規定温度を超えない前記プロセッサが、それぞれに割り当てられた前記タスクを処理するステップとを具備する。
5.複数のプロセッサを備えたプロセッサシステムの制御方法であって、
前記複数のプロセッサの温度を計測するステップと、
処理の優先順位と各プロセッサの温度とに応じて、各々の前記プロセッサに割り当てるべきタスクを決定するステップと、
前記割り当てるべきタスクを決定するステップにおいて決定された前記タスクを、各々の前記プロセッサが処理した際に達する温度を予測するステップと、
前記予測した温度が規定温度を超える前記プロセッサには前記タスクを割り当てず、前記予測した温度が規定温度を超えない前記プロセッサに前記タスクを割り当てるステップと、
前記タスクを割り当てられた前記プロセッサが、該タスクを処理するステップとを具備する。
前記第2プロセッサは、前記温度センサによって測定された温度が最も低い前記第1プロセッサに対して、前記タスク優先順位テーブルにおいて最も優先順位の高いタスクを割り当てるように前記タスク割り当てテーブルを書き換え、
前記第2プロセッサは、前記タスク割り当てテーブルの情報に従って、前記タスク割り当てテーブルの情報に応じて、前記タスクを前記第1プロセッサに割り当てる。
前記メインメモリは、各々の前記第1プロセッサの上限温度情報を保持する上限温度テーブルと、
前記タスクを処理した際における前記第1プロセッサの上昇温度情報を保持する上昇温度テーブルと、
前記タスクを処理した際に発生する空き時間に応じて低下する前記第1プロセッサの低下温度情報を保持する低下温度テーブルと、
前記タスクを処理した結果達する前記第1プロセッサの温度情報を保持する予測温度テーブルとを更に記憶し、
前記第2プロセッサは、前記温度センサから得られる現在温度と、前記上昇温度テーブルから得られる上昇温度と、前記低下温度テーブルから得られる低下温度とを用いて、前記第1プロセッサの各々に前記タスクを割り当てた際に達する前記第1プロセッサの前記予測温度を計算して前記予測温度テーブルに保持させ、該予測温度テーブルと、前記上限温度テーブルに保持される前記上限温度とを比較する。
前記メインメモリは、退避された前記タスクの情報を保持すべきコンテキストセーブ領域を備える。
前記第2プロセッサは、前記現在温度に対して前記上昇温度及び前記影響温度を加算し、更に前記低下温度を減算することにより前記予測温度を計算する。
前記規定温度に達した前記プロセッサの動作を停止させるステップと、
前記退避されたタスクを、異なる前記プロセッサに再度割り当てるステップとを更に備える。
前記異なるプロセッサに再度割り当てるステップは、前記タスクをメインメモリに退避させるステップにおいて保存した前記プロセッサの状態をメインメモリから読み出すことにより、前記異なるプロセッサに対して前記タスクを途中から再開させる。
前記現在温度と前記上昇温度を加算した加算結果から、1つの処理を実行するための単位時間内における空き時間に基づいて求められる前記プロセッサの下降温度を減算するステップとを含み、前記減算するステップで得られた減算結果を予測温度とする。
Claims (5)
- 各々が独立してタスクを処理する複数の第1プロセッサと、
前記第1プロセッサの各々の温度を測定する温度センサと、
前記第1プロセッサで処理される前記タスクのプログラム、及び前記タスクとその優先順位との関係を保持するタスク優先順位テーブルとを記憶するメインメモリと、
前記優先順位テーブルと、前記温度センサで測定した各々の前記第1プロセッサの温度とに基づいて、前記タスクを前記第1プロセッサの各々に割り当てる第2プロセッサと
を具備することを特徴とするプロセッサシステム。 - 前記第2プロセッサは、前記タスクを処理した際に各々の前記プロセッサが達する温度を予測し、前記予測した温度が規定温度を超える場合には当該プロセッサに割り当てたタスクを前記メインメモリに退避させて、当該プロセッサの動作を停止させる
ことを特徴とする請求項1記載のプロセッサシステム。 - 前記第2プロセッサは、前記タスクを処理した際に各々の前記プロセッサが達する温度を予測し、前記予測した温度が規定温度を超えない前記プロセッサにのみ前記タスクを割り当てる
ことを特徴とする請求項1記載のプロセッサシステム。 - 複数のプロセッサを備えたプロセッサシステムの制御方法であって、
前記複数のプロセッサの温度を計測するステップと、
処理の優先順位と各プロセッサの温度とに応じて、各々の前記プロセッサにタスクを割り当てるステップと、
前記タスクを処理した際に各々の前記プロセッサが達する温度を予測するステップと、
前記予測した温度が規定温度を超える場合、当該プロセッサに割り当てたタスクをメインメモリに退避させるステップと、
前記予測した温度が規定温度を超えない前記プロセッサが、それぞれに割り当てられた前記タスクを処理するステップと
を具備することを特徴とするプロセッサシステムの制御方法。 - 複数のプロセッサを備えたプロセッサシステムの制御方法であって、
前記複数のプロセッサの温度を計測するステップと、
処理の優先順位と各プロセッサの温度とに応じて、各々の前記プロセッサに割り当てるべきタスクを決定するステップと、
前記割り当てるべきタスクを決定するステップにおいて決定された前記タスクを、各々の前記プロセッサが処理した際に達する温度を予測するステップと、
前記予測した温度が規定温度を超える前記プロセッサには前記タスクを割り当てず、前記予測した温度が規定温度を超えない前記プロセッサに前記タスクを割り当てるステップと、
前記タスクを割り当てられた前記プロセッサが、該タスクを処理するステップと
を具備することを特徴とするプロセッサシステムの制御方法。
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