KR100459417B1

KR100459417B1 - 다중 프로세서 시스템의 작업 함수 처리 방법

Info

Publication number: KR100459417B1
Application number: KR10-2001-0081395A
Authority: KR
Inventors: 이재학
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2004-12-03
Also published as: KR20030050860A

Abstract

본 발명은 다중 프로세서 시스템의 설계 시 분할된 슬레이브 프로세서의 작업(Task) 수행 함수를 마스터 프로세서에 등록하여 관리하게 하는 다중 프로세서 시스템의 작업 함수 처리 방법에 관한 것으로, 프로세서간 동기가 이루어지지 않는 다중 프로세서 시스템에 있어서, 슬레이브 프로세서에서 수행 가능한 작업 함수에 대한 정보를 마스터 프로세서에 등록하는 제1단계와; 상기 등록 정보를 바탕으로 마스터 프로세서는 자체에서 수행할 작업과 슬레이브 프로세서에서 수행할 작업을 스케쥴링 하는 제2단계와; 상기 작업 스케쥴에 따라 자체에서 작업을 수행하거나, 슬레이브 프로세서에 작업 수행을 지시하는 제3단계와; 상기 작업 지시 후 자체에서 수행하는 작업으로 복귀와 아울러 슬레이브 프로세서의 작업이 완료될 적절한 시간 후에 작업 결과를 인출해 가는 제4단계로 이루어짐으로써 달성할 수 있다.

Description

다중 프로세서 시스템의 작업 함수 처리 방법{TASK FUNCTION PROCESSING METHOD FOR MULTI PROCESSOR SYSTEM}

본 발명은 다중 프로세서(Multi-Processor) 시스템의 프로세서간 작업 함수 처리 방법에 관한 것으로, 특히 프로세서(Processor)간 작업(Task) 부하나 동기(Synch)가 이루어지지 않는 다중 프로세서 시스템의 설계 시, 슬레이브 프로세서의 작업(Task) 수행 함수를 마스터 프로세서에 등록하여 관리하게 함으로써, 시스템의 유지 및 관리를 편리하게 할 수 있도록 하는 다중 프로세서 시스템의 작업 함수 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 다중 프로세서 시스템은 메모리와 입출력 장치를 공유하는 두 개 이상의 프로세서를 가진 시스템을 의미한다.

다중 프로세서와 다중 컴퓨터는 모두 병행적인 연산을 지원한다는 유사점이 있지만, 여러 개의 컴퓨터로 구성된 시스템과 여러 개의 프로세서로 구성된 시스템은 분명한 차이점이 있다.

다중 컴퓨터는 컴퓨터들을 통신 라인으로 연결하여 독자적으로 다른 컴퓨터들과 통신을 하지만, 다중 프로세서 시스템은 하나의 운영체제(OS)에 의해 프로세서와 시스템의 다른 요소들 사이의 상호동작이 제어되며, 동일한 문제의 해결을 위해 모든 요소들이 협력한다.

또한, 다중 프로세서에서는 한 프로세서의 고장이나 에러가 나머지 부분에 미치는 영향이 제한되기 때문에 시스템의 신뢰성을 향상시키게 되는데, 이것은 다수의 독립적인 작업(Task)들이 병렬 적으로 수행되거나, 하나의 작업이 여러 부분으로 나뉘어 각각이 병렬 적으로 수행될 수 있기 때문이다.

또한, 그 작업은 특정 형태의 처리를 매우 효과적으로 수행하도록 설계된 특별한 프로세서(가령, DSP 프로세서 등)에 할당되어 수행될 수도 있다.

상기와 같은 다중 처리에서는 프로그램을 병렬로 실행 가능한 작업들로 분할함으로써, 성능을 향상시킬 수 있다.

프로그램의 분할(Sharing)은 사용자가 명시적으로 병렬 실행이 가능한 작업을 선언하거나, 보다 효과적인 방법으로 컴파일러가 자동적으로 사용자의 프로그램에서 병렬성을 감지해 냄으로써 구현될 수 있다.

종래의 경우 각 프로세서의 사이클 타임(Cycle Time) 및 프로세싱 속도(Processing Speed)에 차이가 있는 관계로, 각 프로세서 개발자들은 많은 시험에 의해 최적의 작업 분할 및 신호를 추가하거나, 삭제 및 수정하는 방법으로 최대 성능이 수행될 수 있도록 하였다.

그럼, 종래 다중 프로세서 시스템의 작업 함수 처리 방법을 도1을 참조하여 설명한다.

도1은 종래 다중 프로세서 시스템에서 마스터 프로세서와 슬레이브 프로세서간 IPC(Inter Processor Communication)에 의한 작업 함수 처리 방법을 보인 순서도이다.

이에 도시된 바와 같이 마스터 프로세서와 슬레이브 프로세서가 기동을 하면, 각기 자체의 작업 분배기(Task Dispatcher)에 의해 할당된 작업을 프로세서 상호간 인지시키고 관리하게 된다(S101, S201).

또한, 두 프로세서 상호간 작업 요청과 응답에 대한 IPC 메시지를정의하여(S301), 자체 작업을 수행하던 중 필요에 따라 작업을 요청하고 그 결과를 통보 받을 수 있도록 한다.

다음, 마스터 프로세서의 작업 매니저(Task Manager)는 할당된 작업을 소정시간에 걸쳐 등록한 후(S102, S103, S104), 그 스케쥴에 따라 작업을 수행하게 된다(S105).

이 과정에서 슬레이브 프로세서에 의한 작업이 있을 경우, 즉 IPC에 의해 슬레이브 프로세서에 작업을 요청해야 될 경우(S106), 기 정의된 IPC 메시지로 슬레이브 프로세서에 전송한다(S107).

한편, 자체의 작업 매니저에서 관리하는 작업 루틴을 수행하던 슬레이브 프로세서는(S202, S203, S204), IPC에 의해 마스터 프로세서에서 작업 요청을 받으면 인터럽트에 의해 이를 검출하여(S203), 인터럽트 서비스 루틴에 의해 요청한 작업을 수행하고(S205) 그 결과를 IPC 메시지로 마스터 측에 전송한 후, 다시 원래 수행하던 작업 루틴으로 복귀하게 된다(S206).

물론, IPC에 의해 작업을 요청한 마스터 측은 기 수행하던 작업 루틴으로 복귀하고(S108), 추후 슬레이브 측에서 보내온 작업 수행 결과를 보고 받는다.

그러나, 상기 종래의 방법은 각 프로세서간 작업 내용과 IPC(Inter Processor Communication)가 명확하고 성능 개선에 상당한 장점이 있으나, IPC 구성의 난이도가 상대적으로 정교해야 하며 실험에 의한 검증 미흡 시, 각 프로세서(마스터, 슬레이브 프로세서) 개발자가 모두 IPC를 수정 적용해야 하므로 개발에 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 프로세서(Processor)간 작업(Task) 부하나 동기(Synch)가 이루어지지 않는 다중 프로세서 시스템의 설계 시, 슬레이브 프로세서의 작업(Task) 수행 함수를 마스터 프로세서에 등록하여 관리하게 함으로써, 시스템의 유지 및 관리를 편리하게 할 수 있도록 하는 다중 프로세서 시스템의 작업 함수 처리 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프로세서간 동기가 이루어지지 않는 다중 프로세서 시스템에 있어서, 슬레이브 프로세서에서 수행 가능한 작업 함수에 대한 정보를 마스터 프로세서에 등록하는 제1단계와; 상기 등록 정보를 바탕으로 마스터 프로세서는 자체에서 수행할 작업과 슬레이브 프로세서에서 수행할 작업을 스케쥴링 하는 제2단계와; 상기 작업 스케쥴에 따라 자체에서 작업을 수행하거나, 슬레이브 프로세서에 작업 수행을 지시하는 제3단계와; 상기 작업 지시 후 자체에서 수행하는 작업으로 복귀와 아울러 슬레이브 프로세서의 작업이 완료될 적절한 시간 후에 작업 결과를 인출해 가는 제4단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 다중 프로세서 시스템에서 마스터 프로세서와 슬레이브 프로세서간 IPC에 의한 작업 함수 처리 방법을 보인 순서도.

도 2는 본 발명에 따른 다중 프로세서 시스템에서 마스터 프로세서와 슬레이브 프로세서간 작업 수행 방법을 보인 순서도.

본 발명은 마스터 프로세서와 슬레이브 프로세서간 분할된 작업 지시 권한을 마스터 프로세서에서 일괄 관리하게 함으로써, IPC에 의한 프로세서 상호간의 메시지 통신 방식이 아닌, 슬레이브 프로세서에 등록되어진 작업 코드 포인터를 인자로 하여, 마스터 프로세서가 원하는 작업의 수행을 지시하고, 그 수행 결과를 마스터 프로세서에서 직접 인출해 가는 특징이 있다.

즉, 종래의 경우에는 마스터 프로세서에서 IPC 메시지에 의해 작업 요청을하면, 슬레이브 프로세서에서 그 작업 결과를 다시 IPC 메시지에 의해 통보하는 방식이었으나, 본 발명에서는 마스터 프로세서에서 슬레이브 프로세서의 함수 수행 위치를 알고 그 위치에 있는 함수의 수행을 직접 지시하며, 또한 작업을 완료한 슬레이브 프로세서는 그 결과를 통보하지 않고, 소정 위치에 저장하고 있으면 마스터 측에서 소정시간 후에 그 위치에서 직접 인출해 가므로, IPC 메시지를 정의할 필요가 없다.

다시 말해, 본 발명에서 슬레이브 프로세서는 마스터 프로세서와 독립된 작업을 하지만, 실질적으로 마스터 프로세서에 종속된 함수 처리 전용 프로세서의 역할을 수행하는 것으로, IPC와는 전혀 관계없이 작업 처리 함수를 수행할 수 있도록 설계하고, 그 함수 포인터를 마스터 측에서 알고 제어할 수 있도록 하면 되는 것이다.

그럼, 본 발명에 따른 다중 프로세서 시스템의 작업 수행 방법을 도2를 참조하여 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 다중 프로세서 시스템에서 마스터 프로세서와 슬레이브 프로세서간 작업 수행 방법을 보인 순서도이다.

이에 도시된 바와 같이 마스터 프로세서가 기동을 하면, 자체의 작업 분배기(Task Dispatcher)에 의해 할당된 작업을 인지하고 관리하게 된다(S401).

그 동작의 하나로 마스터 프로세서 기동 후 슬레이브 프로세서를 기동시켜(S501), 슬레이브 프로세서가 작업 등록 준비가 될 때까지 주기적 폴링을 한다.

상기 마스터 프로세서에 의해 기동된 슬레이브 프로세서는, 마스터 프로세서의 폴링에 대한 응답으로 등록할 작업 포인터 리스트를 마스터 측으로 전송한다(S502, S503).

이때, 상기 리스트에 포함되는 정보에는 작업 함수에 대한 위치 정보가 담긴 포인터뿐만 아니라, 그 함수가 수행되는데 걸리는 시간에 대한 정보 등이 더 포함되어 있어서, 마스터 프로세서에서 작업 스케쥴링을 하는데 참조할 수 있도록 한다.

즉, 마스터 프로세서에서 상기 함수 처리 시간을 참조하여 작업 수행을 지시하고 그 결과가 출력될 시간에 맞춰, 작업 결과를 인출해 갈 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같이 슬레이브 프로세서에 대한 작업 수행 관리는 마스터 측 자체의 작업 분배기(Self Task Dispatcher) 외에, 슬레이브 측을 위한 작업 분배기(Other Task Dispatcher)를 더 두어 관리하게 된다(S504).

상기와 같이, 슬레이브 프로세서로부터 작업의 함수 포인터, 속성 그리고 기타 명세들이 등록되면, 슬레이브 작업 분배기(Other Task Dispatcher)는 이를 자체 작업 매니저(Task Manager)에 통보한다.

이에 따라, 상기 마스터 프로세서의 작업 매니저(Task Manager)는 상기 슬레이브 프로세서 제어를 위한 함수 정보와, 자체의 작업 분배기(Self Task Dispatcher)로부터 할당된 작업을 소정시간에 걸쳐 등록한 후(S402, S403, S404), 그 스케쥴에 따라 작업을 수행하게 된다(S405, S406).

만약, 마스터 프로세서 자체에서 수행할 수 없는 작업이 있을 경우(S407), 상기 등록되어 관리하고 있던 슬레이브 측의 작업 포인터에 의해 슬레이브 프로세서로 작업 수행을 지시한다(S408, S410).

한편, 자체의 작업 매니저에서 관리하는 작업 루틴을 수행하던 슬레이브 프로세서는(S505, S506, S507), 마스터 프로세서에서 해당 포인터에 있는 함수의 작업 지시를 받으면(S506), 인터럽트에 의해 이를 검출하여 인터럽트 서비스 루틴에 의해 지시 받은 작업을 수행하고(S508), 그 결과를 임의의 위치에 저장한 후 다시 원래 수행하던 작업 루틴으로 복귀하게 된다(S509).

즉, 종래의 경우에는 작업이 완료되면 즉시 IPC에 의해 마스터 측과 통신하는 과정이 수행되어 그 결과를 통보해 주어야 하나, 본 발명에서는 이미 그 작업이 수행되는 시간이 마스터 측에 등록되어 있으므로, 작업 완료 즉시 지정된 위치에 저장된 결과를 마스터 측에서 인출해 갈 수 있으므로, 작업 효율을 높일 수 있고 IPC 통신에 의해 발생할 수 있는 문제점을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 다중 프로세서 시스템의 작업 함수 처리 방법은, 프로세서(Processor)간 작업(Task) 부하나 동기(Synch)가 이루어지지 않는 다중 프로세서 시스템의 설계 시, 슬레이브 프로세서의 작업(Task) 수행 함수를 마스터 프로세서에 등록하여 관리하게 함으로써, 시스템의 유지 및 관리를 편리하게 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

프로세서간 동기가 이루어지지 않는 다중 프로세서 시스템에 있어서,

슬레이브 프로세서에서 수행 가능한 작업 함수에 대한 정보를 마스터 프로세서에 등록하는 제1단계와;

상기 등록 정보를 바탕으로 마스터 프로세서는 자체에서 수행할 작업과 슬레이브 프로세서에서 수행할 작업을 스케쥴링 하는 제2단계와;

상기 작업 스케쥴에 따라 자체에서 작업을 수행하거나, 슬레이브 프로세서에 작업 수행을 지시하는 제3단계와;

상기 작업 지시 후 자체에서 수행하는 작업으로 복귀와 아울러 슬레이브 프로세서의 작업이 완료될 적절한 시간 후에 작업 결과를 인출해 가는 제4단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 프로세서 시스템의 작업 함수 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1단계는 마스터 프로세서 기동 후, 슬레이브 프로세서에 폴링 방식에 의해 주기적으로 작업 등록을 요구하고, 그 응답으로 마스터 프로세서에 작업 함수에 대한 다양한 정보가 포함된 명세 리스트를 전송함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 프로세서 시스템의 작업 함수 처리 방법.
제2항에 있어서, 상기 슬레이브 프로세서에서 마스터 프로세서에 등록하는 작업 함수에 대한 명세 리스트는, 작업 함수에 대한 포인터, 속성 및 함수 처리 시간에 대한 정보가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 프로세서 시스템의 작업 함수 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 제3단계의 마스터 프로세서로부터 작업을 지시받은 슬레이브 프로세서는, 자체의 작업 매니저에 의해 관리하던 작업 루틴의 수행을 일시 중단하는 제1과정과;

인터럽트 서비스 루틴에 의해 상기 지시 받은 작업을 수행하는 제2과정과;

상기 작업이 완료되면 그 결과를 기 설정되어 있는 임의의 위치에 저장한 후, 다시 원래 수행하던 작업 루틴으로 복귀하는 제3과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 프로세서 시스템의 작업 함수 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 마스터 프로세서는 자체에서 수행하는 작업의 분배 및 관리를 위한 작업 분배 유니트(Self Task Dispatcher) 외에 슬레이브 프로세서에 대한 작업 수행 관리를 위한 작업 분배 유니트(Other Task Dispatcher)를 더 구비하여, 슬레이브 프로세서에 대한 작업 함수 등록 및 제어에 이용하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 프로세서 시스템의 작업 함수 처리 방법.