嵌入式实时系统多核负载均衡调度架构

背景介绍

目前嵌入式开发为了追求稳定性、可靠性，多核处理器多使用静态任务调度架构，静态分配CPU、进程(APP)、线程(Task)、任务(runnable)的多层调用关系树。系统在低负载场景十分稳定，但高负载场景无法实时优化多核负载，造成任务延迟。

本文介绍了一种多核实时负载均衡的调度架构，均衡多核CPU资源，提高任务处理效率和系统实时响应能力。

架构

• 任务激励可配：中断、定时器(周期和功能分类)；
• CPU通过激励源上下文和任务Manager，在任务队列中获取和占据合适任务，完成后释放；
• CPUs清空激励源相关任务集，并等待下一个激励源；
• CPU在任务执行过程中发布新的任务和产生中断；
• 任务锁保护任务不被重入执行；
• 任务队列初始化时需要配置启动任务集；

优点

• CPU只需要配置中断和定时器即可，任务调度解耦处理器架构；
• 激励的处理由CPUs共同完成，完全的负载均衡，单一CPU负载降低，延时减少；
• 单一CPU失效，其余CPUs不受影响，可继续完成任务，乃至分析失效CPU原因，系统不会失效。