專利名稱：：多處理器系統(tǒng)負(fù)荷均衡配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及多處理器系統(tǒng)的資源配置方法，具體涉及一種多處理器系統(tǒng)負(fù)荷均衡配置方法。
背景技術(shù)：
：多處理器系統(tǒng)通常指可以使用多個(gè)處理器來(lái)處理工作負(fù)荷的系統(tǒng)，在對(duì)稱多處理器系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)往往需要將工作負(fù)荷均勻地分布到各處理器，以避免有的閑置有的負(fù)荷過(guò)重的情形。隨著處理器的增多，對(duì)稱多處理系統(tǒng)對(duì)所有任務(wù)的性能都會(huì)提高。在這種系統(tǒng)中，如各處理器在負(fù)荷不均衡的情況下，整體處理能力將極大受限，系統(tǒng)也會(huì)變得十分不穩(wěn)定，只有對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)地分析工作任務(wù)量，掌握系統(tǒng)中的工作量狀況，并把任務(wù)合理分配出去，才能保證系統(tǒng)的高效性。故如何有效的進(jìn)行多處理器系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡十分有必要。無(wú)線側(cè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理設(shè)備稱為數(shù)據(jù)控制單元(PacketControlUnit，PCU)，包含處理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的PCU資源處理(PCUResourceProcessor,PRP)功能模塊。在增強(qiáng)型通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(EnhencedGeneralPacketRadioService,EGPRS)基站改造及優(yōu)化過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在一個(gè)PCU中，硬件配置均衡的情況下，多個(gè)PRP板間負(fù)荷依然存在不均衡的情況。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試還發(fā)現(xiàn)，PRP板負(fù)荷過(guò)高時(shí)，有可能導(dǎo)致PRP板進(jìn)程吊死，出現(xiàn)該板管理下的小區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率受限或不能正常工作的情況。因此在PCU中PRP資源充足的情況下，如何有效地進(jìn)行PRP板負(fù)荷的均衡，對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能提升十分重要。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明旨在提供能夠均衡多處理器系統(tǒng)中處理器負(fù)荷的配置方法的技術(shù)方案。所述的多處理器系統(tǒng)負(fù)荷均衡配置方法，包括以下步驟預(yù)設(shè)多處理器系統(tǒng)中待處理的任務(wù)數(shù)為N，各任務(wù)所需的處理器資源數(shù)為Ns，多處理系統(tǒng)的處理器數(shù)為Np，M=roundup(N/NP，0);對(duì)多處理器系統(tǒng)中各任務(wù)按Ns從大到小排序，排序后的各任務(wù)編號(hào)保存在數(shù)組A中a[l]至a[N]，并補(bǔ)充該數(shù)組使其長(zhǎng)度為MxNp，并設(shè)a[N+l]至a[MxNp]均為0;將上述數(shù)組A變換成Np行M列的二維數(shù)組B，即—41]42iv"]…—42]"[2iV,-1]…，"]+i]…將上述數(shù)組B同一行中數(shù)組元素代表的任務(wù)配置在同一塊處理器上。作為上述多處理器系統(tǒng)靜態(tài)負(fù)荷均衡配置方法的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)多處理器系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡，所述的多處理器系統(tǒng)負(fù)荷均衡配置方法，包括以下步驟預(yù)設(shè)多處理器系統(tǒng)中待處理的任務(wù)數(shù)為N，各任務(wù)所需的處理器資源數(shù)為Ns，多處理系統(tǒng)的處理器數(shù)為Np，M=roundup(N/NP，0);取一段時(shí)間內(nèi)各任務(wù)在一天內(nèi)每小時(shí)占用處理器資源數(shù)的平均值P_MEAN;建立一個(gè)M行的二維數(shù)組A，根據(jù)P一MEAN確定每個(gè)任務(wù)的忙時(shí)，將所有任務(wù)出現(xiàn)忙時(shí)的時(shí)間，按照一定的規(guī)律分成M個(gè)時(shí)間段，忙時(shí)落在同一個(gè)時(shí)間段中的任務(wù)編號(hào)保存在數(shù)組A的同一行中，并將每一行的數(shù)組元素按Ns從大到小排序；如果數(shù)組A—行中的小區(qū)數(shù)超過(guò)Np，則將這一行中超出的元素依次調(diào)整到其它并未超過(guò)Np的行中；將數(shù)組A中奇數(shù)行的數(shù)組元素按Ns從大到小重新排列，偶數(shù)行中的數(shù)組元素按Ns從小到大重新排列；將同一列中數(shù)組元素對(duì)應(yīng)的任務(wù)配置在同一個(gè)處理器上。所述多處理器系統(tǒng)的靜態(tài)負(fù)荷均衡配置方法，根據(jù)所需的處理器資源數(shù)進(jìn)行配置，可保證處理器中被占用資源的均衡，但有可能將忙時(shí)重疊的任務(wù)配置在一處理器上，因此該配置方法適合于當(dāng)處理器資源充裕，或各任務(wù)的忙時(shí)較為統(tǒng)一的情況，該配置方法簡(jiǎn)單實(shí)用，配置方便。所述多處理器系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡配置方法，根據(jù)需配置處理器資源數(shù)及小區(qū)忙閑時(shí)進(jìn)行處理器的均衡配置，故可提高處理器的利用率，降低處理器負(fù)荷過(guò)大的情況。故該配置方法適合于處理器資源配置不太充足，或各任務(wù)的忙時(shí)較為分散的情況。由于目前還沒有公認(rèn)的統(tǒng)一名稱，本文件中所述的無(wú)線側(cè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理設(shè)備稱為數(shù)據(jù)控制單元(PacketControlUnit,PCU)及PCU資源處理(PCUResourceProcessor,PRP)如無(wú)特別限定外，不僅僅包括摩托羅拉PCU及PRP，還包括其他廠家的同類產(chǎn)品(產(chǎn)品名稱可能不用PCU、PRP)。圖1為本發(fā)明所述PRP靜態(tài)負(fù)荷均衡配置方法實(shí)施例的流程圖。圖2為本發(fā)明所述PRP動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡配置方法實(shí)施例的流程圖。圖3為本發(fā)明所述PRP靜態(tài)負(fù)荷均衡配置方法試驗(yàn)一中各PRP的最大負(fù)荷變化趨勢(shì)圖。圖4為本發(fā)明所述PRP靜態(tài)負(fù)荷均衡配置方法試驗(yàn)一中各PRP的平均負(fù)荷變化趨勢(shì)圖。圖5為本發(fā)明所述PRP動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡配置方法試驗(yàn)二中PCUTEST02全天數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量及性能變化趨勢(shì)圖。圖6為本發(fā)明所述PRP動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡配置方法試驗(yàn)二中各PRP的最大負(fù)荷變化趨勢(shì)圖。圖7為本發(fā)明所述PRP動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡配置方法試驗(yàn)二中各PRP的平均負(fù)荷變化趨勢(shì)圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)結(jié)合說(shuō)明書附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例。所述配置方法的實(shí)施例應(yīng)用于摩托羅拉PCU，根據(jù)摩托羅拉設(shè)備說(shuō)明，每個(gè)PRP板對(duì)配置PDTCH資源的相關(guān)限制如下每個(gè)PRP板可配置最多120個(gè)PDTCH信道；信道類型可為16K、32K、或64K三種)；每個(gè)PRP板可配置最多2個(gè)扣板(PCIMezzaninecard,PMC);每個(gè)PMC板可配置最多兩條數(shù)據(jù)傳輸線(GPRSDataStream,GDS);每GDS可配置等效31個(gè)64K數(shù)據(jù)編碼率適配單元(TranscoderRateAdapterUnit,TRAU)，即31個(gè)64KPDTCH信道，62個(gè)32KPDTCH信道，124個(gè)16KPDTCH信道。設(shè)N64、N32和N16分別表示64K、32K、16K的PDTCH信道數(shù)，對(duì)于配置了1條GDS的PMC板，其最大可配置信道數(shù)應(yīng)滿足N16+N32x2+N64x的24;對(duì)于配置了2條GDS的PMC板，其最大可配置信道數(shù)應(yīng)滿足N16+N32x2+N64x2Sl24;根據(jù)EGPRS優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)每個(gè)PRP板實(shí)際管理的PDTCH信道數(shù)在40—50個(gè)之間，且PRP的最大負(fù)荷不超過(guò)70%時(shí)(考慮余量)，PRP負(fù)荷和實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試都處于較理想的情況?？紤]到資源的有效利用及負(fù)荷均衡方面的因素，PRP板的基本配置原則為-每個(gè)PRP配置兩個(gè)PMC，每個(gè)PMC配置1條GDS,因此，如PRP資源允許的情況下，每個(gè)PRP板上各種PDTCH信道數(shù)應(yīng)同時(shí)滿足以下條件N16+N32x2十N64x4^248且40^N16+N32+N64555;故根據(jù)以上條件，每個(gè)PCU中的PRP板數(shù)應(yīng)滿足NPRP^roundup(PCU中PDTCH信道總數(shù)/45，0)。實(shí)施例一參見圖1所示的PRP靜態(tài)負(fù)荷配置方法，應(yīng)用于一個(gè)包含14個(gè)小區(qū)，4塊PRP處理器的PCU，小區(qū)編號(hào)及相應(yīng)PDTCH信道數(shù)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>根據(jù)步驟10，排序后小區(qū)編號(hào)數(shù)組矩陣A為A=[61412527114103981310O];根據(jù)步驟20，則有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>步驟30，根據(jù)上述數(shù)組B，4塊PRP處理器上的小區(qū)配置分別為:PRP1:小區(qū)6、4、10;PRP2:小區(qū)14、11、3;PRP3:小區(qū)12、7、9、1;PRP4:小區(qū)5、2、8、13。實(shí)施例二參見圖2所示的PRP動(dòng)態(tài)負(fù)荷配置方法應(yīng)用于一個(gè)包含14個(gè)小區(qū)，4塊PRP處理器的PCU，根據(jù)步驟100獲取各小區(qū)中忙時(shí)時(shí)間段的P—MEAN,對(duì)應(yīng)關(guān)系如下<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>根據(jù)步驟300，調(diào)整矩陣如下:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>根據(jù)步驟400，獲得最終矩陣B:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>步驟500，根據(jù)該數(shù)組B，4塊PRP處理器上的小區(qū)配置分別為:PRP1:小區(qū)6、1、7;PRP2:小區(qū)5、14、10;PRP3:小區(qū)2、9、3、12;PRP4:小區(qū)11、4、13、8。試驗(yàn)~":選取PCUTEST01進(jìn)行PRP靜態(tài)負(fù)荷均衡配置方法的試驗(yàn)實(shí)施。均衡算法實(shí)施前，PCUTEST01中各種資源配置情況如下<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>PCUTEST01下共有7塊PRP板，各PRP板中信道配置具體情況如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>其中PRP4和PRP5配置的PDTCH信道較多,根據(jù)PRP靜態(tài)負(fù)荷均衡配置方法PCU下各PRP板配置小區(qū)如下相應(yīng)信道配置如下:根據(jù)以上分析結(jié)果，在8月15日下午17:45左右，我們對(duì)PCUTESTOl進(jìn)行了PRP靜態(tài)負(fù)荷均衡配置方法的實(shí)施，實(shí)施前后各PRP的最大負(fù)荷和平均負(fù)荷變化趨勢(shì)如圖3、圖4所示。試驗(yàn)一結(jié)果分析及結(jié)論從圖3可見，8月13日開始，PRP板最大負(fù)荷開始有明顯的下降，這是由于當(dāng)天有用戶投訴，曾對(duì)該P(yáng)CU進(jìn)行過(guò)初步的PRP均衡調(diào)整，在8月15日進(jìn)行PRP靜態(tài)負(fù)荷均衡配置方法實(shí)施之后，PCU各PRP負(fù)荷依然保持前次均衡狀態(tài)，且較前次均衡前明顯降低。從圖4中可見，PRP靜態(tài)負(fù)荷均衡配置方法實(shí)施前，PRP5平均負(fù)荷明顯高于其他PRP板，而實(shí)施后PRP5平均負(fù)荷顯著下降，其它各PRP平均負(fù)荷也有下降，且各PRP負(fù)荷較為均衡。從以上各分析可見，PRP靜態(tài)負(fù)荷均衡配置方法對(duì)于PCU均衡具有顯著的有效性。試驗(yàn)二選取PCUTEST02進(jìn)行PRP動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡配置方法的試驗(yàn)實(shí)施。PRP動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡配置方法實(shí)施前，PCU40中各種資源配置情況如下<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>從上表可見該P(yáng)CU中各PRP板上配置的信道總數(shù)及占用GDS數(shù)并不均衡。從圖5可見，PCUTEST02在7月22日到7月29日之間全天數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量及占用信道數(shù)的DL—BUSY_PDTCH—MEAN性能變化趨勢(shì)，該BSC下的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)忙時(shí)主要是9:00、10:00、13:00和14:00。該P(yáng)CU下共有7塊PRP，根據(jù)PRP動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡配置方法，應(yīng)將所有時(shí)間段分為roundup(51/7"8段，對(duì)整個(gè)BSC下的各小區(qū)的流量及DL—busy—PDTCH—mean在7月22日到7月29日之間按小時(shí)取平均值，即P—MEAN,取每個(gè)小區(qū)中P—MEAN最大的三個(gè)時(shí)間段進(jìn)行分析，具體分布情況如下<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>從上表可以發(fā)現(xiàn)時(shí)間主要分布在9:00到21:OO之間，故僅對(duì)這段時(shí)間進(jìn)行劃分，具體時(shí)間段劃分如下[9;10;11-12;13;14;15-16;17-18;19-21]。根據(jù)以上時(shí)間段劃分方法，以各小區(qū)的DL—busy—PDTCH—mean最忙時(shí)段為依據(jù)，并根據(jù)其中配置的PDTCH信道數(shù)，確定各小區(qū)歸屬時(shí)間段如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>根據(jù)7塊PRP進(jìn)行分配，具體如下:<image>imageseeoriginaldocumentpage15</image>對(duì)應(yīng)各PRP信道配置數(shù)如下:<image>imageseeoriginaldocumentpage15</image>根據(jù)以上分析結(jié)果，在8月7日下午17:OO左右，對(duì)PCU40進(jìn)行了PRP動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡配置方法的實(shí)施，均衡前后各PRP的最大負(fù)荷及平均負(fù)荷變化趨勢(shì)如圖6、圖7所示。由圖6、圖7可見，在實(shí)施均衡前，該P(yáng)CU中PRP3、PRP4的最大負(fù)荷及平均負(fù)荷明顯高于其他各PRP，其中PRP3最大負(fù)荷高達(dá)130、平均負(fù)荷約為50左右。經(jīng)過(guò)PRP動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡配置方法實(shí)施后，PRP3的負(fù)荷明顯下降，最大負(fù)荷及平均負(fù)荷分別為110和30左右，與該P(yáng)CU下的其他PRP負(fù)荷基本一致，較為均衡?？梢姡鯬RP動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡配置方法可以有效的保證摩托PCU設(shè)備中各PRP負(fù)荷的均衡性。權(quán)利要求1.多處理器系統(tǒng)負(fù)荷均衡配置方法，其特征在于，包括以下步驟預(yù)設(shè)多處理器系統(tǒng)中待處理的任務(wù)數(shù)為N，各任務(wù)所需的處理器資源數(shù)為Ns，多處理系統(tǒng)的處理器數(shù)為NP，M＝roundup(N/NP，0)；對(duì)多處理器系統(tǒng)中各任務(wù)按Ns從大到小排序，排序后的各任務(wù)編號(hào)保存在數(shù)組A中a[1]至a[N]，并補(bǔ)充該數(shù)組使其長(zhǎng)度為M×NP，若M＞N/NP，則設(shè)a[N+1]至a[M×NP]均為0；將上述數(shù)組A變換成NP行M列的二維數(shù)組B，即將上述數(shù)組B同一行中數(shù)組元素代表的任務(wù)配置在同一塊處理器上。2.如權(quán)利要求1所述的多處理器系統(tǒng)負(fù)荷均衡配置方法，應(yīng)用于無(wú)線側(cè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理設(shè)備數(shù)據(jù)控制單元(PacketControlUnit,PCU)，其特征在于，包括以下步驟預(yù)設(shè)無(wú)線側(cè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理設(shè)備數(shù)據(jù)控制單元(PacketControlUnit，PCU)中小區(qū)數(shù)為NCell，小區(qū)中配置的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道(PacketDataTrafficChannel,PDTCH)的信道數(shù)等于固定給數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用的保留PDTCH信道數(shù)和可以轉(zhuǎn)換給話音業(yè)務(wù)使用的可變PDTCH信道數(shù)的總和，PCU資源處理器(PCUResourceProcessor,PRP)的板數(shù)為NPRP，M=roundup(NCeH/NPRP，0);對(duì)PCU中各小區(qū)按PDTCH信道數(shù)從大到小排序，排序后的小區(qū)號(hào)保存在數(shù)組A中a[l]至a[NCell]，并補(bǔ)充該數(shù)組使其長(zhǎng)度為MxNPRP，若M>NCe/NPRP，則設(shè)a[NCe+l]至a[MxNpRp]均為0;將上述數(shù)組A變換成NpRp行M列的二維數(shù)組B，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>將上述數(shù)組B同一行中數(shù)組元素代表的小區(qū)配置在同一塊PRP處理器上。3.多處理器系統(tǒng)負(fù)荷均衡配置方法，其特征在于，包括以下步驟預(yù)設(shè)多處理器系統(tǒng)中待處理的任務(wù)數(shù)為N，各任務(wù)所需的處理器資源數(shù)為Ns，多處理系統(tǒng)的處理器數(shù)為Np，M=roundup(N/NP，0);取一段時(shí)間內(nèi)各任務(wù)在一天內(nèi)每小時(shí)占用處理器資源數(shù)的平均值P—MEAN;建立一個(gè)M行的二維數(shù)組A，根據(jù)P一MEAN確定每個(gè)任務(wù)的忙時(shí)，將所有任務(wù)出現(xiàn)忙時(shí)的時(shí)間，按照一定的規(guī)律分成M個(gè)時(shí)間段，忙時(shí)落在同一個(gè)時(shí)間段中的任務(wù)編號(hào)保存在數(shù)組A的同一行中，并將每一行的數(shù)組元素按Ns從大到小排序；如果數(shù)組A—行中的小區(qū)數(shù)超過(guò)Np，則將這一行中超出的元素依次調(diào)整到其它并未超過(guò)Np的行中；將數(shù)組A中奇數(shù)行的數(shù)組元素按Ns從大到小重新排列，偶數(shù)行中的數(shù)組元素按Ns從小到大重新排列；將同一列中數(shù)組元素對(duì)應(yīng)的任務(wù)配置在同一個(gè)處理器上。4.如權(quán)利要求3所述的多處理器系統(tǒng)負(fù)荷均衡配置方法，應(yīng)用于無(wú)線側(cè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理設(shè)備數(shù)據(jù)控制單元(PacketControlUnit,PCU)，其特征在于，包括以下步驟預(yù)設(shè)PCU中小區(qū)數(shù)為NCell，小區(qū)中配置的PDTCH信道數(shù)等于固定給數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用的保留PDTCH信道數(shù)和可以轉(zhuǎn)換給話音業(yè)務(wù)使用的可變PDTCH信道數(shù)的總和，PRP板數(shù)為NpRp，M二roundup(NCe/NPRP，0);取一段時(shí)間內(nèi)PCU中每個(gè)小區(qū)一天中每小時(shí)下行占用PDTCH數(shù)的平均值P一MEAN;建立一個(gè)M行的二維數(shù)組A，根據(jù)P一MEAN確定每個(gè)小區(qū)的忙時(shí)，將所有小區(qū)出現(xiàn)忙時(shí)的時(shí)間，平均分成M個(gè)時(shí)間段，忙時(shí)落在同一個(gè)時(shí)間段中的小區(qū)號(hào)保存在數(shù)組A的同一行中，并將每一行的數(shù)組元素按PDTCH數(shù)從大到小排序；如果數(shù)組A—行中的小區(qū)數(shù)超過(guò)NpRp，則將這一行中超出的元素依次調(diào)整到其它并未超過(guò)NpM的行中；將數(shù)組A中奇數(shù)行的數(shù)組元素按PDTCH信道數(shù)從大到小重新排列，偶數(shù)行中的數(shù)組元素按PDTCH信道數(shù)從小到大重新排列；將同一列中數(shù)組元素對(duì)應(yīng)的小區(qū)配置在同一個(gè)PRP處理器上。全文摘要本發(fā)明公開了一種多處理器系統(tǒng)負(fù)荷均衡配置方法，屬于多處理器系統(tǒng)的資源配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
。所述多處理器系統(tǒng)的靜態(tài)負(fù)荷均衡配置方法，將任務(wù)按其所需的處理器資源數(shù)由大到小依次S形排列配置于多處理器系統(tǒng)中的處理器上；可保證處理器中被占用資源的均衡，該配置方法簡(jiǎn)單實(shí)用，配置方便。所述多處理器系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)負(fù)荷均衡配置方法，根據(jù)需配置處理器資源數(shù)及小區(qū)忙閑時(shí)進(jìn)行處理器的均衡配置，故可提高處理器的利用率，降低處理器負(fù)荷過(guò)大的情況。文檔編號(hào)H04L12/24GK101227320SQ20071030683公開日2008年7月23日申請(qǐng)日期2007年12月28日優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日發(fā)明者瑋蔡申請(qǐng)人:中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)浙江有限公司