[发明专利]一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法

说明书

本发明公开了一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法，采用基于KeyStone架构的多核DSP处理器，将多核DSP处理器划分为主核和从核，各核运行嵌入式实时操作系统，主核上运行主控核操作系统，从核上运行加速核操作系统，主控核操作系统负责控制，加速核操作系统负责计算，主控核操作系统和加速核操作系统共同完成高可靠功能的初始化。该方法通过硬件异常事件检测及时发现嵌入式软件运行时错误，从而防止系统执行错误的动作，提升了嵌入式多核并行系统的可靠性；同时提供了日志记录功能，并能够在异常发生时搜集执行环境的信息，有助于事后分析和排查错误；通过后台任务提供了异常恢复功能，能够在异常发生后维持系统继续运行而不会失控。

技术领域

本发明属于多核嵌入式系统的可靠性设计技术领域，具体涉及一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法。

背景技术

随着并行计算日益密集的应用需求，嵌入式领域处理器正在从单核向多核处理器迅速发展，多核并行计算将成为嵌入式领域的一个重要发展方向。随着多核并行系统的应用越来越广泛，多核并行系统的功能日益完善和复杂，如何为多核并行系统提供可靠性功能的设计方法非常迫切。

多核并行系统中核间经常交互，也就意味着访问主体(如DSP核)可能会访问不该访问的空间，而访问分为读、写、执行三种类型，如果访问主体或地址不正确，则会产生非法的读、写、执行行为，最终导致系统不稳定甚至崩溃。基于TI KeyStone架构的多核DSP具有硬件保护机制，可以利用该机制设定相应的访问权限，从而提升整个多核并行系统的可靠性。

目前尚无基于TI KeyStone架构硬件保护机制实现多核并行系统可靠性的设计方法，本发明基于TI KeyStone的硬件保护机制，提出了一种高可靠多核并行系统的设计方法，为整套多核并行系统提供可靠性保障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法，使得多核并行系统在运行时能够具有较强的可靠性，同时当异常发生时，能够及时记录异常信息以便于事后分析，并唤醒后台任务接管系统以维持系统的运行而不失控。

本发明采用以下技术方案：

一种基于硬件保护的多核并行系统处理方法，采用基于KeyStone架构的多核DSP处理器，将所述多核DSP处理器划分为主核和从核，主核和从核均运行嵌入式实时操作系统，主核上运行主控核操作系统，从核上运行加速核操作系统，主控核操作系统负责控制，加速核操作系统负责计算，主控核操作系统初始化核外共享设备和核内独占设备，加速核操作系统初始化核内独占设备，主控核操作系统和加速核操作系统共同完成高可靠功能的初始化。

优选的，包括以下步骤：

S1、在主控核操作系统中编写日志任务；

S2、在各核操作系统中编写高优先级后台任务；

S3、在各核操作系统中编写异常服务程序；

S4、编写周期定时器中断服务程序，在中断服务程序中对二级缓存L2进行刷新，使能多核共享内存的自动刷新功能，实现对多核共享内存比特位的检错和纠错；

S5、确定需要捕捉的异常事件号，并将事件号关联到不可屏蔽中断，使能异常检查，完成异常检查的配置；

S6、编写从核上的计算应用任务，并将从核计算应用任务的运行时栈部署到各核对应的多核共享内存中；

S7、编译链接后确定各个程序段和区域的长度范围、访问主体和读-写-执行属性；

S8、将具有相同访问主体和读-写-执行属性的程序段和区域通过链接脚本文件连续排列，不同访问主体和读-写-执行属性的程序段和区域之间按内存保护粒度对齐排列，各个程序段和区域加载到二级缓存L2中；