一种面向非对称多核处理器的综合性调度算法

在非对称多核处理器上进行任务调度时，现有的操作系统调度器没有考虑其非对称性．针对单一指令集非对称多核处理器上的操作系统调度问题，首先建立线性规划模型，分析各种因素，得出行为匹配、减少迁移和负载均衡的调度原则．然后，基于调度原则提出一种综合性调度算法．该算法包括两个部分：1）集成负载表征，提出集成行为的概念，全面衡量任务的整体性和阶段性行为；2）基于集成行为的调度算法，有效开发非对称多核处理器的特性，能够保证各核心负载均衡，同时可以避免不必要的任务迁移．另外，该算法通过参数调整机制实现了算法的通用性．该算法是一种综合处理任务的整体性和阶段性行为，并具备通用性的调度算法．实际平台上的实验结果表明，该算法可通用于多种环境，且性能比其他对应算法提高6％-22％．

非对称多核处理器上的操作系统集成调度

相对于对称多核处理器,非对称多核处理器具有更高的效能,将成为未来并行操作系统中的主流体系结构.对于非对称多核处理器上操作系统的并行任务调度问题,现有的研究假设所有核心频率恒定,缺乏理论分析,也没有考虑算法的效能和通用性.针对该问题,该文首先建立非线性规划模型,分析得出全面考虑并行任务同步特性、核心非对称性以及核心负载的调度原则.然后,基于调度原则提出一个集成调度算法,该算法通过集成线程调度和动态电压频率调整来提高效能,并通过参数调整机制实现了算法的通用性.提出的算法是第一个在非对称多核处理器上结合线程调度和动态电压频率调整的调度算法.实际平台上的实验表明:该算法可适用于多种环境,且效能比其他同类算法高24%～50%.

一种面向非对称多核处理器的虚拟机集成调度算法

在计算机体系结构领域,非对称多核处理器将成为未来的主流.对于非对称多核处理器上的虚拟处理器调度问题,现有研究缺乏理论分析,且没有考虑虚拟处理器的同步特性.针对该问题,文中首先建立非线性规划模型,分析得出全面考虑虚拟处理器同步特性、核心非对称性以及核心负载的调度原则.然后,基于调度原则提出一个集成调度算法,该算法定义了效用因子、比例系数、比例资源的概念,结合虚拟处理器的同步特性和核心的非对称性对资源和负载进行全面度量;同时通过运行队列分解降低调度开销.提出的算法是第一个在非对称多核处理器上利用虚拟处理器同步特性的调度算法.实际平台上的实验表明：该算法实现了公平调度,并且性能比其他同类算法提高19％～48％.

性能非对称多核处理器下异构感知调度技术

为了满足应用程序的多样化需求,异构多核处理器出现并逐渐进入市场,其中的处理核心(core)具有不同的微架构或者指令集架构(ISA),为应用提供多样化特性支持,比如指令级并行(ILP)、内存级并行(MLP),这些核心协同工作满足整个计算系统的优化目标,比如高性能、低功耗或者良好的能效.然而,目前主流的调度技术主要是针对传统同构处理器架构设计,没有考虑异构硬件能力的差异性.在异构多核处理器环境下,调度技术如何感知硬件的异构特性,为不同类型的应用程序提供更加合适和匹配的硬件资源,这是值得探索的问题.对近年来在该研究领域的成果进行了综述研究,特别是在性能非对称多核处理器架构下,异构调度技术面临的优化目标、分析模型、调度决策和算法评估等主要问题进行了分析和描述,并依次对相关技术进行了系统的总结,最后从软硬件融合的角度对今后的研究工作进行了展望.

一种非对称多核SDR的任务调度和分配算法

针对软件无线电(SDR)应用同步数据流的特点,提出一种非对称多核SDR的任务调度和分配算法。该算法综合考虑任务之间的通信时间和任务固定流水,保证任务调度和分配的通用性和并行性。利用整数线性规划(ILP)方法对任务调度和分配进行建模,采用任务拆分方法优化调度和分配的结果,进一步提高任务调度和分配的执行效率。在目标SDR平台上实现IEEE 802.11a频偏估计处理的任务调度和分配,实验结果表明,该算法能提高5.97%的软件无线电平台吞吐量和3.03%的处理器核平均利用率,并减少34.31%的处理器核最长空闲等待时间。

嵌入式非对称多核并行软件设计

多核处理器结构已经从通用计算领域延伸至嵌入式计算领域,并成为嵌入式处理器主流发展形式.为了解决传统串行软件无法有效利用嵌入式非对称多核处理器计算资源的问题,提高嵌入式多核处理器的性能表现,对非对称多核结构和相应的并行方式进行研究.针对嵌入式非对称多核处理器的特殊结构,提出了组件化设计的混合并行软件,建立了非对称多核处理器的并行执行环境,可以充分利用系统的计算资源,提升系统计算性能.

基于混合实时任务调度器的并行数控系统研究

将并行数控系统实时任务划分为周期性任务和数据依赖任务,针对数据依赖任务间数据流不平衡问题,提出了一种以数据流状态为调度依据的任务调度器,通过改造嵌入式实时操作系统e Cos,实现了对周期性任务和数据依赖任务进行统一调度的混合实时任务调度器。将GRBL串行数控系统划分为多任务,并基于嵌入式对称多核处理器S698PM及混合实时任务调度器搭建了并行数控系统实验平台。对混合实时任务调度器进行了调度实验,测试了负载平衡性、加速比,并通过加工实验验证了并行数控系统的正确性。