多核系統(tǒng)、虛擬機監(jiān)控程序和多核框架

時間：2023-06-27 23:21:02 | 來源：網(wǎng)站運營

時間：2023-06-27 23:21:02 來源：網(wǎng)站運營

多核系統(tǒng)、虛擬機監(jiān)控程序和多核框架：在嵌入式開發(fā)中，多核嵌入式系統(tǒng)的軟件可能非常復雜。一個經(jīng)常討論的主題是如何在每個核心上實現(xiàn)代碼，從而使其得到最佳利用。在這篇短文中，有一個不同的視角：關注可以跨多個核心運行的軟件。

多核硬件體系結構

從硬件的角度來看，多核設備大致有兩種類型：同質(zhì)多核（其中有多個相同類型的核）和異質(zhì)多核（其中核的類型不同）。異構設備可以包括一些相同的核心。

要跨多個內(nèi)核運行單個軟件，內(nèi)核必須相同（無論如何，從指令集的角度來看）。因此，需要一個同質(zhì)多核設備或異質(zhì)設備中的同質(zhì)“島”。

對稱多處理

構建多核系統(tǒng)的一個原因是以節(jié)能的方式最大化計算能力。這是個人電腦設計師所采取的方法；多核處理器在筆記本電腦和臺式機系統(tǒng)中幾乎無處不在。嵌入式開發(fā)人員可能有同樣的目標。最好的方法是使用支持對稱多處理（SMP）的操作系統(tǒng)。

SMP操作系統(tǒng)將進程分布在可用的內(nèi)核上。這通常是自動的，但嵌入式開發(fā)人員可能需要執(zhí)行一些控制，并可能將某些應用程序鎖定到特定的核心。進程不“知道”它們正在不同的內(nèi)核上運行；操作系統(tǒng)提供它們之間的通信和同步。多種實時操作系統(tǒng)（RTOS）的SMP版本可用；Linux還提供SMP變體。






管理程序

盡管嵌入式SMP操作系統(tǒng)提供了某種程度的控制，但嵌入式開發(fā)人員通常希望確保資源分配完全按照他們的喜好進行配置。因此，另一種選擇是使用自己的操作系統(tǒng)實例配置每個核心，并且所有核心不必運行相同的操作系統(tǒng)和應用程序代碼。然后，在所有可以控制其操作（引導順序等）并提供內(nèi)核間（或操作系統(tǒng)間）通信的內(nèi)核上運行虛擬機監(jiān)控程序。

要獲得更大的靈活性

到目前為止，我們已經(jīng)通過從系統(tǒng)中的單個（SMP）操作系統(tǒng)轉移到多個可能不同的操作系統(tǒng)實例來提高靈活性。但是，如果需要更大的靈活性，需要使用不同體系結構的核心，該怎么辦？這取消了跨多核運行代碼的選項–SMP操作系統(tǒng)或虛擬機監(jiān)控程序都需要一個同構的多核環(huán)境。但是，還有另一種選擇：在每個核心上運行多核框架（可能是基于OpenAMP的產(chǎn)品）。這種方法提供了核心間通信和生命周期管理。此外，可以選擇在“裸機”（即沒有操作系統(tǒng)）上運行應用程序。

結論

在多核嵌入式系統(tǒng)上開發(fā)軟件是一項復雜的任務。嵌入式開發(fā)人員有必要考慮一些選項——相對簡單性和完全靈活性之間的權衡。