专利名称：嵌入式系统处理器进程与存储进程分离的实现方法
技术领域：
本发明涉及嵌入式系统技术领域，特别是涉及一种嵌入式系统处理器进程与存储进程分离的实现方法。
背景技术：
在操作系统中实施资源管理的抽象是进程，操作系统通过为进程分配和回收资源实施对资源的管理和控制，防止某些进程滥用系统中的资源。在传统操作系统中，实施处理机资源管理的抽象是进程，实施存储器资源管理的抽象也是进程。在单处理机系统中，或者在某些特殊结构的多处理机系统中，通过构造唯一的一种抽象(进程)，能够很好地实施对处理机资源和存储器资源的管理，但是如果处理机和存储器之间的互连方式比较复杂，仅仅构造唯一的进程抽象，不能很好地实施对处理机资源和存储器资源的管理。
当处理机和存储器之间的连接方式比较简单，没有必要实施处理机进程和存储进程的分离，但是，当处理机和存储器之间的连接方式比较复杂时，只有实现处理机进程和存储进程的分离，才能很好地实施处理机资源和存储器资源的分配。
在单处理机、单存储体系统中，任何线程一定在处理机P上运行，线程访问的数据一定存储在存储器中。对于任何线程而言，既不需要选择处理机，也不需要选择存储器，操作系统只需要唯一的一种资源管理的抽象——进程，把处理机和存储器作为为进程分配的两种资源。通过为进程分配回收处理机资源和存储器资源实现对处理机和存储器的管理和控制。在单处理机、单存储体系统中，没有必要实现处理机进程和存储进程的分离。
单处理机、多存储体系统。在单处理机、多存储体系统中，对于任何线程而言，没有选择处理机余地，一个线程一定在处理机上P运行，但是，线程访问的数据可以存储在不同的存储体中。当然，可以把多个存储体在逻辑上作为一个存储体，但是有时这样未必合理。例如采用存储器映像寻址的计算机系统，I/O端口映像和存储器映像显然是不同的存储体，应该采用不同的存储管理策略。对操作系统而言，在单处理机、多存储体环境下，操作系统仍然可以只创建唯一的一种资源管理的抽象——进程，把各个存储体作为不同类型的存储资源，通过为进程分配回收处理机资源以及各种不同类型的存储器资源，实现对处理机和存储器的管理和控制。在单处理机、多存储体系统中，也没有必要实现处理机进程和存储进程的分离。
多处理机、单存储体系统中，在多处理机、单存储体系统中，对于任何线程而言，没有选择存储体的余地，线程访问的数据一定存储在存储器中，但是，一个线程可以选择在哪个处理机上运行。操作系统仍然可以只创建唯一的一种资源管理的抽象进程，如果各个处理机是同构的，操作系统透明地实施处理机的分配，用户感觉不到系统中存在多个处理机，如果各个处理机是异构的，操作系统通过在创建线程时指定线程运行的处理机实施对处理机资源的分配，因此，在多处理机、单存储体系统中，也没有必要实现处理机进程和存储进程的分离。
处理机和存储体之间通过共享总线互连的多处理机多存储体系统。如果处理机和存储体之间通过共享总线互连，处理机和存储器的互连结构，操作系统也可以把处理机和存储体作为两类不同的资源，也没有必要实现处理机进程和存储进程的分离。
在嵌入式系统中，已经出现了通过多总线进行互连的芯片，并且将成为趋势，在这种情况下，有必要提供一种处理器进程与存储进程分离的实现方法，来对分离处理器进程与存储进程，以便提高多总线的利用效率，加快处理速度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种嵌入式系统处理器进程与存储进程分离的实现方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案如下本发明提供了一种嵌入式系统处理器进程与存储进程分离的实现方法，该方法包括以下步骤
(1)对处理机和存储器之间互连情况进行分析，如果多个处理机和多个存储器之间不是简单地通过一条共享的总线实现互连，而是任意的互连结构，则(2)进行资源管理抽象的构造，对系统进行处理机分组和存储体分组；(3)为每个处理机组构造处理机进程，为每个存储体组构造存储进程。
作为一种改进，所述步骤(2)中处理机分组的步骤为对于每一个处理机，统计其能够访问的所有存储体；把每个处理机作为一个处理机组，比较任意两个处理机组能够访问的所有存储体，如果一致且两个处理机组也同构，把这两个处理机组合并；重复执行前一步骤直到没有任何两个处理机组可以合并为止。
作为一种改进，所述步骤(2)中存储体分组的步骤为对于每一个存储体，统计能够访问该存储体的所有处理机；把每个存储体作为一个存储体组，比较任意两个存储体组相关的处理机，如果一致则合并为一个存储体组；重复执行前一步骤直到没有任何两个存储体组可以合并为止。
与背景技术相比，本发明具有的有益的效果是本发明的方法可以实现嵌入式系统处理机进程和存储进程的分离，能够很好地实施对处理机资源和存储器资源的管理。如果处理机和存储器之间不是简单地通过一条共享的总线实现互连，而是一种多总线的互连结构，嵌入式操作系统需要实现处理机进程和存储进程的分离，需要为管理处理机创建处理机进程，为管理存储器创建存储进程．如果二者没有分离，嵌入式操作系统对处理机资源和存储资源管理的机制将会很复杂。
图1是本发明过程的示意图；图2是处理机和存储体之间复杂的互连结构的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
一种嵌入式系统处理器进程与存储进程分离的实现方法，附图1是本发明实施过程的整体示意图，其具体实施方法如下1)处理机和存储器之间任意互连分析如果处理机和存储器之间不是简单地通过一条共享的总线实现互连，而是一种任意的互连结构，操作系统需要实现处理机进程和存储进程的分离，需要为管理处理机创建处理机进程，为管理存储器创建存储进程。如果二者没有分离，操作系统对处理机资源和存储资源管理的机制将会很复杂；在图2中，8个处理机、3个存储体以及一个磁盘机和一个磁带机互连在一起．处理机0、处理机1和处理机2只能访问存储体0，处理机3和处理机4能够访问存储体0和存储体1，处理机5和处理机6可以访问存储体1和存储体2，处理机7能够访问存储体2，也能访问磁盘机和磁带机等外部设备，也就是说，处理机7是一个I/O处理机。
2)资源管理抽象的构造局部分离的进程，把系统分成处理机组和存储体组，为每个处理机组构造处理机进程，为每个存储体组构造存储进程，实现处理机进程和存储进程的分离管理；假设在系统中存在n个处理机{P1，P2，P3，...，Pn}，m个存储体{M1，M2，M3，...，Mm}，对于任意i，1≤i≤n和j，1≤j≤n，如果处理机Pi能够直接访问Mj，记为Pi→Mj；对于任意一个处理机Pi，1≤i≤n，记集合SPi＝{Mj对任何j(Pi→Mj)}，即SPi为处理机Pi能够访问的所有存储体构成的集合；对于任意一个存储体Mj，1≤j≤m，记集合SMj＝{Pi对任何i(Pi→Mj)}，即SMj为所有能够访问存储体Mj的处理机构成的集合；对于任意两个处理机Pi，1≤i≤n和Pj，1≤j≤n，如果SPi＝SPj，即处理机Pi和Pj，可以访问相同的存储体，同时如果Pi和Pj，是同构的，记为Pi(＝)Pj；对于任意两个存储体Mi，1≤i≤m和Mj，1≤j≤m，如果SMi＝SMj，即能够访问存储体Mi和Mj的处理机构成的集合SMi和SMj相同，记为Mi(＝)Mj；3)处理机分组①对于每一个处理机Pi，计算处理机Pi能够访问的所有存储体构成的集合SPi＝{Mj对任何j(Pi→Mj)}；
②把每个处理机Pi作为一组处理机GPi，处理机GPi能够访问的所有存储体构成的集合SPi；③比较任意两个处理机组GPi和GPi，能够访问的所有存储体构成的集合SGi和SGi，如果SGi和SGi且两个处理机组GPi和GPj同构，把处理机组GPi和GPj合并为一个处理机组GPi；④重复执行③直到没有任何两个处理机组可以合并为止；4)存储体分组①对于每一个存储体，计算能够访问的存储体Mj的所有处理机构成的集合SMj＝{Pi对任何i(Pi→Mj)}；②把每个存储体Mi作为一组存储体GMi，所有能够访问存储体GMi的处理机构成的集合SMj＝SMi；③比较任意两个存储体组SMj和SMj，能够访问的所有存储体构成的集合SMj和SMi，如果SMj＝SMi，把存储体组SMj＝SMj，合并为一个存储体组GMi；④重复执行处理机分组算法③直到没有任何两个存储体组可以合并为止。
权利要求
1.一种嵌入式系统处理器进程与存储进程分离的实现方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)对处理机和存储器之间互连情况进行分析，如果多个处理机和多个存储器之间不是简单地通过一条共享的总线实现互连，而是任意的互连结构，则(2)进行资源管理抽象的构造，对系统进行处理机分组和存储体分组；(3)为每个处理机组构造处理机进程，为每个存储体组构造存储进程。
2.根据权利要求1所述的嵌入式系统处理器进程与存储进程分离的实现方法，其特征在于，所述步骤(2)中处理机分组的步骤为对于每一个处理机，统计其能够访问的所有存储体；把每个处理机作为一个处理机组，比较任意两个处理机组能够访问的所有存储体，如果一致且两个处理机组也同构，把这两个处理机组合并；重复执行前一步骤直到没有任何两个处理机组可以合并为止。
3.根据权利要求1所述的嵌入式系统处理器进程与存储进程分离的实现方法，其特征在于，所述步骤(2)中存储体分组的步骤为对于每一个存储体，统计能够访问该存储体的所有处理机；把每个存储体作为一个存储体组，比较任意两个存储体组相关的处理机，如果一致则合并为一个存储体组；重复执行前一步骤直到没有任何两个存储体组可以合并为止。
全文摘要
本发明涉及嵌入式系统技术领域，旨在提供一种嵌入式系统处理器进程与存储进程分离的实现方法。该方法包括(1)对处理机和存储器之间互连情况进行分析，如果多个处理机和多个存储器之间是任意的互连结构，则(2)进行资源管理抽象的构造，对系统进行处理机分组和存储体分组；(3)为每个处理机组构造处理机进程，为每个存储体组构造存储进程。本发明的方法可以实现嵌入式系统处理机进程和存储进程的分离，能够很好地实施对处理机资源和存储器资源的管理。
文档编号G06F9/46GK1873616SQ20061005223
公开日2006年12月6日 申请日期2006年6月30日 优先权日2006年6月30日
发明者陈天洲, 张楠, 马吉军, 谢斌 申请人:浙江大学