【摘要】：隨著多核架構(gòu)成為處理器發(fā)展的主要方向,實(shí)時(shí)系統(tǒng)在多核系統(tǒng)上的應(yīng)用已經(jīng)成為了研究和探索的熱點(diǎn)問題。共享緩存作為當(dāng)今流行的多核架構(gòu)設(shè)計(jì),提高了通信的效率和緩存使用的靈活性。但與此同時(shí),多核系統(tǒng)上任務(wù)對(duì)緩存的共享訪問增加了程序執(zhí)行時(shí)間上的不可預(yù)測(cè)性,使實(shí)時(shí)系統(tǒng)的分析更加困難。 緩存空間隔離通過對(duì)共享緩存空間的劃分,達(dá)到了避免緩存上數(shù)據(jù)沖突訪問的問題。頁著色技術(shù)是一種實(shí)現(xiàn)在軟件上的實(shí)用的緩存空間隔離手段。以此種方法為基礎(chǔ),本文分析了在多核系統(tǒng)上通過緩存隔離增加系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的方法。 本論文首先討論了共享緩存引起緩存競(jìng)爭(zhēng)的原因,以及如何利用緩存空間隔離技術(shù)對(duì)緩存進(jìn)行顏色劃分。根據(jù)任務(wù)的不同屬性,設(shè)計(jì)并分析了兩類顏色分配方法,靜態(tài)顏色分配和動(dòng)態(tài)顏色分配,其中,靜態(tài)顏色分配又分為顏色復(fù)用分配和顏色獨(dú)享分配。通過對(duì)這三種分配方法進(jìn)行的分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,檢驗(yàn)了不同顏色分配策略的可行性及其限制條件,并選擇顏色靜態(tài)分配為設(shè)計(jì)思想對(duì)基于Linux的多核實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試,基于緩存空間隔離技術(shù)的多核實(shí)時(shí)系統(tǒng)避免了緩存競(jìng)爭(zhēng)問題,提高了系統(tǒng)的執(zhí)行性能。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP332
【圖文】：

Pi)。本論文將用T，U，V等字母表示任務(wù)，而任務(wù)T的最壞執(zhí)行時(shí)間表示為Te，任務(wù)U的周期表示為Tp。圖2.1表示了兩個(gè)偶發(fā)任務(wù)和一個(gè)周期任務(wù)的實(shí)例。任務(wù):1和任務(wù):2是偶發(fā)任務(wù)，任務(wù):3是周期任務(wù)。向上的箭頭表示任務(wù)的釋放時(shí)間，向下的箭頭表示任務(wù)的時(shí)限，帶陰影的方塊表示分配的占用CPU時(shí)間。丁!(2，。吐一11」匕.{幾(l，10){一{{一i幾(l，2)圖2.1偶發(fā)任務(wù)與周期任務(wù)模型圖. Fig.2.1SPoradietaskandPeriodietask.一個(gè)任務(wù)的最壞執(zhí)行時(shí)間和它的周期的比稱為這個(gè)任務(wù)的利用率(utilization)，表示為ui=ei/Pi。任務(wù)的利用率是周期為p*，執(zhí)行時(shí)間為ei的完全周期任務(wù)保持處理器忙的時(shí)間比率。它是任何一個(gè)模型為;i的任務(wù)的利用率的上限。如果一個(gè)任務(wù)的利用率在50%以上

Fig.2.7Bit一fieldPersPeetiveofPartirioning.利用上述PageColoring技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)共享二級(jí)緩存的劃分(Partition)。圖2.7述了本論文所使用的Intel處理器顏色的劃分。共享二級(jí)緩存組序號(hào)一共有12位(40組緩存行，6一17位)，其中高6位是與內(nèi)存物理頁號(hào)的低6位重疊的，如圖中灰色部

圖3.3基于G一P一EDF的顏色的獨(dú)享靜態(tài)分配實(shí)例. Fig.3.3StatiealloeationofeolorsexelusivebasedG一P一EDE如圖3.3所示，有3個(gè)周期性的實(shí)時(shí)任務(wù)T、U、V，它們運(yùn)行在雙核處理器架構(gòu)上。任務(wù)的周期分別為:T.p=3，up=4，vp=6;任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間分別為:T.e=2，u.e=2，ve一3;任務(wù)的時(shí)限與任務(wù)的周期相等:T.p=T.D，up=U.D

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 甘玲;劉柄宏;;基于優(yōu)先級(jí)位圖對(duì)RTAI實(shí)時(shí)性的改進(jìn)[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年06期

2 錢連舉;江春華;;嵌入式Linux下的液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)[J];成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào);2006年04期

3 陳朝鑫;黃迪明;;YAFFS文件系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)上的應(yīng)用[J];成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào);2006年04期

4 陳小蘭;楊斌;;多處理器平臺(tái)下Linux 2.6啟動(dòng)過程中的位圖分析[J];成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào);2010年01期

5 施文佳;楊斌;;對(duì)稱多處理器下基于調(diào)度域的超線程實(shí)現(xiàn)[J];成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào);2010年02期

6 劉謙;;Linux操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能測(cè)試與分析[J];電腦學(xué)習(xí);2007年06期

7 李京;段汕;;Linux2.6內(nèi)核的實(shí)時(shí)調(diào)度的研究[J];電腦知識(shí)與技術(shù)(學(xué)術(shù)交流);2007年23期

8 王海波;;基于嵌入式Web技術(shù)的遠(yuǎn)程控制應(yīng)用與研究[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2009年25期

9 李洪波;應(yīng)一凡;朱獻(xiàn);;基于雙端口SRAM的網(wǎng)閘設(shè)計(jì)[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2010年12期

10 張輝;李新華;劉波;錢翔;;基于V4L2的視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)與移植[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2010年15期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 郭秀巖;面向多核的多層次實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流調(diào)度技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 胡冰;HFC網(wǎng)絡(luò)交互業(yè)務(wù)支撐關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

3 吳彤;弱硬實(shí)時(shí)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

4 陳磊;智能電視終端資源管理及服務(wù)性能優(yōu)化的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

5 任慰;以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為中心的嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)化設(shè)計(jì)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2761942