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嵌入式硬件多线程处理器设计与多线程机制作者：马雪
来源：《电子技术与软件工程》2015年第21期
摘要本文详细探讨了在同时利用多线程技术过程中，所涉及的硬件多线程设计处理器，同时借助处理器内的硬件机制对多线程调度进行适当的管理，试图实现将硬件时间片轮询作为最基本的内容的多线程处理器调度机制，提升处理器的实施用户所拥有的线程效率，尽可能的简易化操作，对多线程工作环境中的线程起到一定保护作用。
【关键词】多线程处理器嵌入式设计多线程
当前我国大部分船舶设备单位嵌入式系统，所包含的多线程调度基本上是借助软件实现的，使用操作系统来对线程调度进行管理存在一定缺陷，如系统进行时间片轮询切换过程中可能消耗大量时间，导致处理器的实施用户不具备高效率，另外，大部分的嵌入式处理器在硬件上都没有设置完善的环境保护机制，导致多线程程序在运行过程中很容易出现安全隐患，或者是用户在对多线程编程进行开发的过程中，需要按照系统函数和编程来对一些复杂问题进行解决，操作有一定难度。因此，对多线程调度进行适当的管理具有非常重要的意义。
1 嵌入式的硬件多线程处理器如何设计
当前芯片集成技术以及处理器的设计水平都在不断地发展和进步，不同的逻辑处理器都能在单一的处理器上进行实现，这也为硬件的多线程并发运行创造了良好的条件，针对嵌入式的系统来说，它的设计必须要充分估计到成本以及复杂程度两方面。在本文当中描述的同时多线程拥有单一的执行内核，它将传统的处理核心作为基础，拓展出一个借助硬件逻辑来完成控制的调度管理系统电路，来完成在硬件层面上的多线程调度作用。
另外，在处理器中线程调度单元中，能够将外存中的指令代码按照一定的顺序放置于待执行的线程列当中，与此同时按照时间片的顺序将其中的指令代码按照次序传送到执行单元当中进行执行。这种处理器的环境之下，每一个线程都能够受到硬件的控制，而且能够在自身的时间片当中使用处理器中的资源。在某个特别的时间段当中，只能有一个单一的线程存在并对资源进行应用。这种形式的处理器具备比较好的处理器内核，不但降低了设计的复杂性，它所实现的处理范围比起同等级的处理器来说没有明显的增加，由此我们可以认为，借助同时多线程技术可以在最大程度上让操作系统软件不会过多参与，降低成本，并且完成单一处理器的芯片系统当中多线程的操作。
对多线程处理器中硬件进行调度控制主要是硬件多线程处理器方面的结构设计以及存储器的资源保护还有指令节拍状态的设计等。
2 如何实现嵌入式的硬件多线程具体执行机制