本發明涉及異構多核芯片，具體的說是一種異構多核芯片應用程序的混合部署方法。

背景技術：

1、異構多核系統是一個融合了多種不同類型處理單元，并通過特定的互聯與協同機制，在操作系統和軟件平臺的支持下，共同完成各種復雜計算任務的完整系統。它旨在充分利用不同處理單元的獨特優勢，實現計算性能、能效比等多方面的優化，以滿足日益增長的多樣化計算需求。

2、異構多核系統通常包括異構多核芯片、其他硬件組件、操作系統與軟件平臺三部分。其中：

3、異構多核芯片是異構多核系統的核心硬件基礎。異構多核芯片是一種集成了多種不同類型處理核心的集成電路芯片。這些不同類型的核心具有各自獨特的架構、功能和性能特點，它們被集成在同一芯片上，通過高速互聯網絡相互連接和協同工作，以滿足不同應用場景對計算能力、能效比等多方面的需求。不同類型處理核心具體包括：①通用處理器核心：如常見的中央處理器（cpu）核心，具有較強的通用性，能夠執行各種復雜的指令集，適用于處理多種類型的任務，如操作系統管理、通用數據處理、邏輯控制等。②圖形處理單元核心：即?gpu?核心，擅長處理圖形數據和進行并行計算，在圖形渲染、圖像視頻處理、深度學習等領域有出色的性能表現。③數字信號處理器核心：簡稱?dsp?核心，主要用于對數字信號進行快速處理，如音頻信號處理、通信信號處理等，具有高效的數字信號處理能力和專門的指令集。④其他專用核心：還可能包括用于加密解密的加密核心、用于處理傳感器數據的傳感器處理核心、用于人工智能計算的專用神經網絡處理單元（npu）等。這些專用核心針對特定的任務或算法進行了優化，能夠在相應領域提供更高的性能和能效比。異構多核芯片應用程序是指專門為在異構多核芯片上運行而設計和開發的軟件程序。它能夠充分利用異構多核芯片中不同類型核心的優勢，通過合理地分配任務和協同工作，實現更高效的計算和功能實現。

4、其他硬件組件具體包括內存、存儲設備、網絡接口等硬件組件。內存為異構多核芯片提供數據存儲和臨時緩存空間，存儲設備用于長期保存數據和程序，網絡接口則負責系統與外部環境的通信。這些硬件組件與異構多核芯片相互配合，共同構成了一個完整的計算平臺。例如，在服務器級的異構多核系統中，大容量的內存和高速的存儲設備可以為異構多核芯片提供充足的數據支持，使其能夠高效地處理大規模的數據集，而高速網絡接口則可以實現服務器之間的快速數據傳輸，滿足分布式計算和云計算的需求。

5、操作系統與軟件平臺負責異構多核系統各個硬件組件的管理和協調工作。操作系統負責識別和管理異構多核芯片中的不同處理核心，根據任務的特點和資源需求，將任務合理地分配到相應的核心上執行，并處理核心之間的通信、同步和資源競爭等問題。軟件平臺則為開發者提供了開發工具、編程模型和運行時環境等，方便開發者利用異構多核系統的性能優勢開發各種應用程序。例如，在移動設備的異構多核系統中，操作系統會根據應用程序的類型和當前系統的負載情況，動態地將圖形渲染任務分配給?gpu，將其他通用計算任務分配給?cpu，以實現最佳的用戶體驗和能效比。

6、在異構多核系統中，為滿足用戶多樣化的計算需求，不同類型的處理器核心需分別運行與之適配的應用程序。舉例來說，cpu核心憑借其強大的通用性，可運行操作系統管理、復雜邏輯運算等相關應用程序；gpu核心因其擅長并行計算的特性，適合運行圖形渲染、深度學習模型訓練等應用程序；dsp核心則在音頻處理、通信信號處理等應用程序運行中發揮優勢。

7、鑒于用戶的計算需求處于動態變化之中，這就要求在異構多核系統的處理器核心上運行的應用程序具備靈活性和可適應性。當用戶需求發生改變時，例如從日常辦公的文檔處理轉變為進行視頻編輯，原本在cpu核心上運行的辦公軟件可能需要更新或被替換為視頻編輯相關的應用程序；若用戶需求進一步轉變為進行深度學習模型的推理計算，gpu核心上運行的應用程序也需相應地更新為深度學習推理框架及相關工具。也就是說，為契合用戶不斷變化的計算需求，異構核上運行的應用程序必須能夠做到及時更新和靈活調整，以確保系統始終高效、穩定地為用戶提供服務。

8、基于此，設計一種混合部署方法，來快速部署異構多核系統中處理器核心運行的不同應用程序，實現用戶的計算需求。

技術實現思路

1、本發明為了實現異構多核系統的處理器核心上運行應用程序的靈活性和可適應性，提供一種異構多核芯片應用程序的混合部署方法，來提高異構多核芯片的資源利用率和應用程序的執行效率。

2、本發明的一種異構多核芯片應用程序的混合部署方法，解決上述技術問題采用的技術方案如下：

3、一種異構多核芯片應用程序的混合部署方法，其包括如下步驟：

4、s1、進行應用程序的功能識別和性能需求分析；

5、s2、根據應用程序的性能需求分析結果和異構多核芯片的硬件特點進行任務分解與評估；

6、s3、根據任務分解結果所包含的子任務與異構多核芯片的硬件特點，生成任務調度計劃表；

7、s4、基于任務調度計劃表，對任務分解結果所包含子任務的性能進行評估；

8、s5、根據步驟s4的評估結果，對任務分解結果所包含子任務的分配進行調整優化，生成新任務調度計劃表；

9、s6、基于新任務調度計劃表進行任務的執行。

10、可選的，執行步驟s1，進行應用程序的功能識別，指的是對應用程序的處理流程進行分析，以明確其各個組成部分及相應功能，最終識別出各個不同的功能模塊；

11、進行應用程序的性能需求分析，指的是對識別出的功能模塊進行性能需求分析，包括計算量需求分析、計算實時性需求分析、數據吞吐量及數據依賴分析。

12、可選的，步驟s2具體包括：

13、根據所識別出功能模塊的性能需求和異構多核芯片的硬件特點進行任務分解；

14、以保持任務的獨立性為評估原則，對任務分解結果所包含的子任務進行評估，確定子任務的執行流程和子任務之間的相互依賴關系。

15、可選的，任務調度計劃表規定了任務分解結果所包含子任務的執行邏輯關系、子任務執行所需計算資源屬性以及計算資源數量，具體包含任務分解結果所包含子任務的名稱、編號、屬性、計算資源配置和依賴關系。

16、可選的，執行步驟s4，根據任務調度計劃表，將任務分解結果所包含的子任務直接部署到異構多核芯片上運行測試，查看子任務實際的運行結果，并生成包含如下指標的性能評估報告：任務的總體執行時間、任務分解結果所包含的單個子任務的執行時間、數據在子任務間流轉的損耗時間、計算核的利用率和功耗。

17、可選的，執行步驟s4，使用評估軟件對調度計劃表進行仿真測試，測量任務分解結果所包含的子任務運行的性能指標，并生成性能評估報告；其中，性能評估報告包括如下指標：任務的總體執行時間、任務分解結果所包含的單個子任務的執行時間、數據在子任務間流轉的損耗時間、計算核的利用率和功耗。

18、可選的，步驟s6具體包括：

19、s6.1、讀取新任務調度計劃表中所有子任務的源程序，并將源程序編譯成異構多核芯片中對應計算核所支持架構的可執行程序；

20、s6.2、根據新任務調度計劃表對可執行程序進行編號，并將可執行程序依次存儲在程序緩存區；

21、s6.3、讀取計算資源配置參數，將可執行程序下發到異構多核芯片對應的計算核，將所采集的數據存儲到數據緩存區；

22、s6.4、計算核計算完成后將數據存儲到數據緩沖區指定的區域，并通知異構多核芯片的主核計算完成；

23、s6.5、主核繼續讀取下一步的子任務并下發到計算核計算；

24、s6.6、主核重復步驟s6.3到s6.5，直至所有的子任務執行完成。

25、優選的，異構多核芯片包括一個cpu主核和32個計算核，其中，cpu主核具有邏輯處理能力和控制能力，負責任務的分解與調度計劃表的制定，計算核具有大規模并行計算能力，負責所分配計算任務的執行；

26、根據cpu主核和計算核各自不同的特性，以及任務分解結果所包含子任務的具體需求，建立性能模型，性能模型旨在預測每個子任務在不同核心上的執行時間和資源消耗。

27、本發明的一種異構多核芯片應用程序的混合部署方法，與現有技術相比具有的有益效果是：

28、本發明能夠有效提高異構多核芯片的資源利用率和應用程序的執行效率，快速完成不同應用程序的混合部署。