[发明专利]嵌入式异构多核处理器上基于用户描述的程序设计方法

摘要

本发明涉及一种嵌入式异构多核处理器上基于用户描述的并行程序设计方法。其步骤是：用户通过图形界面配置向导进行异构多核处理器平台和任务的描述，并行模式设定，基元任务创建和登记，任务关系图（DAG）生成以及基元任务在异构多核处理器的静态分配，实现将处理器平台特性、并行的需求及任务指派以配置文件的形式（XML）表达出来。然后将并行解析配置文件后的基元任务嵌入异构多核框架代码任务标签处，构造相应的串行源程序，经调用串行编译工具，最终生成异构多核处理器上可执行代码。本发明有效规避了诸如通用PC或高性能计算平台上开发并行编译器，创设并行程序设计语言，移植并行库等并行编程的做法，大大降低了在嵌入式领域异构多核处理器平台上开发并行程序的难度，基于用户描述和并行化交互向导达到并行程序设计的目的。

主权项

一种嵌入式异构多核处理器上基于用户描述的并行程序设计方法，其特征是，包括下列步骤：用户通过图形界面配置向导进行异构多核处理器平台和任务的描述，并行模式设定，基元任务创建和登记，任务关系图（DAG）生成以及基元任务在异构多核处理器的静态分配，实现将处理器平台特性、并行的需求及任务指派以配置文件的形式（XML）表达出来；然后将并行解析配置文件后的基元任务嵌入异构多核框架代码相应任务标签处，构造出相应的串行源程序，经调用串行编译工具，最终生成异构多核处理器上可执行代码；需进一步的软件开发包得以实现，包括：（1）平台和任务描述器：用于描述包括异构核的种类、指令集、数目、运行频率、存储空间等模型信息及相应的编译工具链，任务属性如：任务号、任务名、任务保存的路径、任务负载大小、任务采用的语言、任务类型、任务传递的参数、任务间依赖关系等；（2）基元库构建：把确定了最佳指派核，负载相当且粒度适中的子任务定义为基元任务；基元任务间数据相关性是数据输入和输出等，无相关性的多个基元任务可在不同核上并行执行；基元任务经任务描述器创建后登记到基元库，不同领域问题对应其特定的基元库；（3）任务关系图（DAG）生成：对步骤（1）描述的求解任务，根据任务关系图的生成，验证任务描述及任务间逻辑的正确性，为下阶段任务分配奠定基础；（4）基元任务分配；根据异构平台特性及各并行子任务特征，将校验正确的基元任务分配到不同的处理器核；（5）框架代码；将嵌入式异构多核应用开发中不同并行模式下程序代码的结构、规则加以抽象为框架代码加入到系统中，成为主/从核并行程序生成的模板；对不同并行计算模式应构建不同的主/从核框架代码；（6）XML生成和解析；用于将并行化交互配置信息保存为统一的XML文件；并行解析实现将基元任务在模板库的嵌入，以正确构造出异构多个核上的串行源程序代码片段；操作步骤如下：步骤1：分析并行化；步骤2：异构多核处理器平台描述；步骤3：并行子任务描述；步骤4：基元任务创建；步骤5：导入主/从核框架代码；步骤6：交互指导并行化；步骤7：主/从核并行源程序生成；步骤8：可执行并行程序生成；步骤9：测试结果。