[发明专利]一种多线程处理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及多线程处理器，尤其涉及一种多线程处理方法和装置。

背景技术

处理器，特别是嵌入式处理器，越来越广泛地应用在移动通信、数字消费电子和智能控制设备等领域。在移动设备中，功耗成为移动设备的重要指标。在一个移动设备中，每一模块都有可能耗电。其中处理器的功耗是重要组成部分。

在集成电路中，典型的降低功耗的方法有：降频，关断时钟(clock gating)，降低供电电压，关断供电(power gating)等。在微处理器中，一般都设计若干状态，典型的如：空闲、deep-sleep、低耗电、高性能等状态，在不同的状态下采用不同的功耗控制技术。

在单核单线程处理器中，由于任何时刻只有一个硬件线程在工作，因而无论从集成电路设计还是从软件来讲，功耗控制显得比较容易。但是对多核多线程微处理器，由于有多个硬件线程同时工作，共享处理器一个或若干资源，每一线程单独工作，无法预知另外的线程需要哪一种共享资源，处理器设计和软件控制都要复杂很多。

在多线程处理器结构中，每一个线程都可以进入一个空闲的状态，在空闲状态下，可以关闭该线程的专用资源的工作时钟，线程的专用资源包括程序计数器PC，通用寄存器堆，中断处理单元、控制逻辑和指令池，处理器可以或多或少地降低功耗。当多个线程同时进入空闲状态时，除了关闭线程的专用资源工作时钟外，还可以关闭线程间共享资源的工作时钟，线程间共享资源包括加法器、乘法器、累加器、移位寄存器，取指单元和译码单元，致使整个多线程处理器可以比较显著地降低功耗。每个线程在进入空闲状态后，只能由外部中断唤醒退出空闲状态，继续执行指令。

在实际应用中，单线程处理器在进入空闲状态时，则处理器的所有资源都空闲下来，当关闭处理器的资源工作时钟时，可以最大限度降低功耗。而多线程处理器则不能在单个线程进入空闲状态时就关闭处理器的整个资源工作时钟，首先各个线程都有独立的任务，调度过程也不一致；其次，各线程除了有专用资源外，还有共享资源。所以，只有当多线程处理器都进入空闲状态时才能关闭共享资源的工作时钟。

图2为现有技术的双线程任务运行示意图，如图2所示，线程1和线程2交叉处理各自的任务，相应地，线程1和线程2的交叉存在着空闲状态，线程1和线程2间的共享资源工作时钟总是不能被关闭，导致多线程处理器的功耗得不到最大限度的降低。

发明内容

本发明的目的是均衡分配多线程的执行任务，致使多个线程能够共同完成各自分担的任务后共同处于空闲状态，从而解决各个线程的空闲状态交叉存在的问题，最大限度的降低多线程处理器的功耗。

为实现上述目的，本发明提供了一种多线程处理方法，其特征在于包括均衡分配任务给多个线程中的各个线程，分配给各个线程的任务在预设的时间内完成，其余时间共同进入空闲状态；当各个线程都进入空闲状态时，关闭各个线程共享资源的工作时钟。

本发明另一方面提供了一种多线程处理装置，其特征在于包括任务分配模块，用于均衡分配任务给多个线程中的各个线程，所述分配给各个线程的任务在预设的时间内完成；时钟关闭模块，用于当各个线程任务完成后都进入空闲状态时，关闭各个线程间共享资源的工作时钟。

本发明通过均衡分配任务给多个线程中的各个线程，致使多个线程能够共同完成各自分担的任务后共同处于空闲状态，以保证多个线程同时空闲的时间比例增大，从而最大限度的降低多线程处理器的功耗。

附图说明

图1为双线程任务调度的应用示意图；

图2为双线程任务运行示意图；

图3为本发明实施例多线程处理方法流程图；

图4为本发明实施例双线程任务运行示意图；

图5为双线程资源访问示意图；

图6为本发明实施例多线程处理装置结构图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

为简化说明，以下采用双线程处理模式来描述本发明的各个具体实施方案。

图1为双线程任务调度的应用示意图。如图1所示，线程1和线程2都有一个任务调度表，用于判断任务的状态，从而决定是否进入空闲状态，各个任务都在就绪和挂起之间进行切换。例如，线程1的任务处于就绪状态时，则执行就绪任务。当就绪任务执行完成后进入挂起状态，一旦所有执行具体操作的任务挂起，则处理器进入空闲状态，空闲状态下的线程在接收到中断信号时才会被重新开启，线程开启后判断线程任务的状态，重新进行任务调度。