基于XEN虚拟机通信的研究与优化

本文从虚拟机通信方面着手,研究了XEN平台下,硬件虚拟化中虚拟机的通信机制,在此基础上,论文引入了一种新的机制——共享内存,通过通信路径,CPU特权级切换,TCP/IP协议栈的开销对比分析,得出现有的通信机制开销过大,而共享内存机制能有效降低开销,提高通信性能。     

基于OMAP处理器的核间通信机制设计与实现

为满足嵌入式多核数控系统高速、高精的应用需求,针对现有多核通信延迟过高、通信数据量过小等不足,研究基于ARM与DSP双核架构嵌入式数控系统,设计并实现一种基于该数控系统平台的多核数据通信机制。该通信机制基于共享内存实现,包括硬件驱动实现、内存划分、通信同步、共享缓存池建立以及通信协议搭建等关键部分。针对双核间数据传输延迟和数据传输量2个影响系统性能的重要参数开展实验测试,并于实际数控系统环境进行应用测试,结果表明,该通信方法可满足ARM与DSP双核架构的嵌入式数控系统2 MB数据通信量与20 ms通信延迟的性能需求。     

基于cPCI平台的串行RapidIO网络系统的设计与实现

基于对cPCI平台和串行RapidIO网络技术特点的分析,提出了一种基于cPCI平台构建串行RapidIO网络系统的方法.该方法利用cPCI平台可供用户自定义的接插件定义了一种串行RapidIO互联标准,使用ZD高速接插件替代2 mm cPCI标准接插件,使得实现的串行RapidIO网络系统最大可支持单端口3.125 Gb/s的传输速率.并且设计实现了一种基于4U 8槽cPCI平台构建的串行RapidIO网络系统;还设计实现了一种串行RapidIO交换模块.     

Linux共享内存的研究与实现

对于多用户、多任务的操作系统,进程间的通信是非常重要的,它是使整个系统得以有条不紊运作的基础。Linux系统提供了多种IPC机制,如信号、管道、信号量、消息队列、共享内存和套接字等,其中以共享内存效率最高。系统地阐述了Linux共享内存的原理和相关API,并给出了通过System V共享内存通信的实例。     

Linux进程间管道通信的研究

对于多用户、多任务的操作系统,进程间的通信（Inter—ProcessCommunication,IPC）是非常重要的,它是使整个系统得以有条不紊运作的基础。Linux操作系统提供了多种IPC机制,如信号、管道、信号量、消息队列、共享内存和套接字等,其中以管道通信最能体现Linux平台的特色。为此,系统地分析了Linux平台下的管道通信的实现机制,详细探讨了无名管道和命名管道的工作方式,并给出了相应的创建和使用的方法。     

基于进程池的Linux并发服务器的研究

通过介绍实现高性能服务器的方案,探讨Linux平台下进程间通信机制（IPC）、套接字通信、共享内存以及进程池技术,同时利用多线程互斥锁和条件变量设计了一个能承受多客户端同时访问的高性能并发服务器的方法。     

基于RT-TCP/IP的虚拟试验通信平台研究

网络是虚拟试验系统环境的重要组成部分.以某军工虚拟试验系统为背景,基于RT-TCP/IP和虚拟共享内存机制实现了虚拟试验通信平台.分析了RTX实时操作子系统和RT-TCP/IP的实时性能,论证了使用RT-TCP/IP协议构建虚拟试验局域网的可行性;设计并实现了实时以太网虚拟共享内存中间件(RTEVSM).在RTX环境下对RTEVSM中间件的数据传输延迟、抖动性等性能指标进行了测试,与在Windows-NT环境下性能指标进行对比,验证了系统在RTX环境下具有较强的实时性和传输可靠性.应用结果表明,本方案对实时性要求高的分布虚拟试验系统搭建具有一定的实用价值.     

基于共享内存的进程间通信在嵌入式软件测试中的应用

嵌入式软件测试中,数据间通信种类多、需求大、频率高,利用共享内存可使任意两个或多个进程间实现大容量数据的通信,数据格式由开发者自己内部组织。用Win32实现的共享内存易管理、易操作使用、互斥访问性好、实时性强、效率高。最终实现的测试平台结构清晰,操作便利。这也是软件项目模块化开发的最佳选择。     

cPCI平台热切换原理和实现

描述了cPCI平台实现热切换的运作机制,引入一种方法将cPCI设备热插拔动作转为独享中断,用LED指示处理进程,并给出依此方法实现无控制台进行全热切换的软硬件设计方案。     

基于USPIOT统一接口网络通信层的业务缓冲机制

物联网应用已成为新兴产业之一,业务平台是实现其应用的关键。在研究和实现物联网泛在业务平台USPIOT过程中,网络通信层是其必不可少的核心部分,也是开发的重点部分。文中介绍了为物联网泛在业务平台USPIOT设计和实现的网络通信层,在实现过程中,为解决多终端用户访问量大、业务差异性强等特点,又提出和实现了一种业务服务缓冲机制。该机制在平台业务管理中采用了多级缓冲技术,用两级缓冲池机制来验证系统。通过两级缓冲池系统多业务运行结果显示,在多终端大业务量环境下,特别在2000任务数以上,相比于单级缓冲池,系统效率可提高20%以上。     

PAMM:一种面向基于内存共享的域间通信的优化模型

云计算平台和虚拟化技术的结合为虚拟机域间通信带来了新的需求,基于内存共享的域间通信可以提高运行在同一物理机上的虚拟机间的通信效率。但是,基于内存共享的域间过程中产生的上下文状态切换限制了其优化能力。引入一种新的内存共享模型PAMM,即通过添加一个管理模块对内存共享过程中所传递的内存页进行聚合管理,减少申请超级调用的次数,以达到减少状态切换的目的。实验表明,PAMM能够提升基于内存共享的域间通信的通信效率。     

一种改进的共享存储通信机制

在操作系统的设计和实现中,并享存在是一种普遍采用的进程通信机制。目前的实现中,大多是将共享存储区放于用户空间中,并随着程序运行的需要而动态的创建、附接、断接和撤消共享区,并对其进行换入／换出等操作。这些操作引入了较多的额外开销,影响了进程通信的效率。另一方面,在目前的实现中,对共享区中中空间的管理和使用缺乏灵活性。本文提出了一种使用核心中固定区域作为共享存储区来实现进程间通信的方法,并对共享区中空     

基于动芯基带芯片的多核并行同步仿真平台

为了对物理层代码进行验证与分析,提出了一种基于动芯基带芯片的多核仿真平台.该平台采用多线程技术,通过共享内存和信号量分别实现了多核间的通信和同步功能.实验结果表明,该仿真平台可以正确模拟多核间的并行运行情况,并验证物理层代码的正确性.该仿真平台在动芯基带芯片设计实现方面发挥了巨大作用.     

基于多核的共生虚拟机通信加速机制XenVMC的优化

在当前的虚拟化平台中,采用共享内存加速位于同一台物理机上的共生虚拟机间的通信是一种被普遍采用的通信加速思路。XenVMC是这些优化方案中的一种,具有效率高、多层透明、支持在线迁移的特点。多核技术的发展为XenVMC提供了进一步的改进空间。基于XenVMC特殊的通信场景,设计了一种多核优化方法,通过设计多核场景下XenVMC的环形共享内存缓冲区,并调度接收方的多个CPU运行,使接收方可以多核并发地接收数据。实验结果表明,使用多核优化后,XenVMC显著地提高了通信事务的吞吐率,并在一定条件下提高了数据的吞吐率。     

基于龙芯2E多处理器平台的虚拟机群系统

机群系统已成为高性能计算的主流体系结构,机群模拟环境是学习机群操作的重要工具。该文提出一种基于龙芯2E多处理器硬件平台的机群模拟方案——虚拟机群系统(VCS)。该系统在共享内存的多处理器上同时运行多个操作系统并使用内存操作模拟网络通信,实现机群环境的模拟。     

Time-predictable synchronization support with a shared scratchpad memory

Multicore processors need to communicate when working on shared tasks. In classical systems, this is performed via shared objects protected by locks, which are implemented with atomic operations on the main memory. However, access to shared main memory is already a bottleneck for multicore processors. Furthermore, the access time to a shared memory is often hard to predict and therefore problematic for real-time systems.This paper presents a shared on-chip memory that is used for communication and supports atomic operations to implement locks. Access to the shared memory is arbitrated with time division multiplexing, providing time-predictable access. The shared memory supports extended time slots so that a processor can execute more than one memory operation atomically. This allows for the implementation of locking and other synchronization primitives.We evaluate this shared scratchpad memory with synchronization support on a 9-core version of the T-CREST multicore platform. Worst-case access latency to the shared scratchpad is 13 clock cycles. Access to the atomic section under full contention, when every processor core wants access to acquire a lock, is 135 clock cycles.     

AdaptIDC: Adaptive inter-domain communication in virtualized environments

Owing to the isolation barrier between VMs, inter-domain communication suffers great performance loss. Current solutions widely exploit inter-domain shared memory mechanism to improve performance. Also the larger the shared memory buffer is, the higher the throughput and the less the latency. However, these solutions which use static fixed size shared memory, do not take memory utilization and the heterogeneous upper applications into consideration. In this paper, we have designed and implemented an adaptive shared memory mechanism for inter-domain communication, called AdaptIDC, adjusting the shared memory dynamically. With the help of completely independent in/out buffer design, the IOIHMD adjustment algorithm, the control ring and event channel reuse mechanism, AdaptIDC achieves superior shared memory utilization and yet does not sacrifice high performance between co-existing VMs. In the evaluation, we observe that AdaptIDC can greatly improve the shared memory utilization while performance draws near the fixed static shared page solution.     

Dynamic thread mapping of shared memory applications by exploiting cache coherence protocols

In current computer architectures, the communication performance between threads varies depending on the memory hierarchy. This performance difference must be considered when mapping parallel applications to processor cores. In parallel applications based on the shared memory paradigm, the communication is difficult to detect because it is implicit. Furthermore, dynamic mapping introduces several challenges, since it needs to find a suitable mapping and migrate the threads with a low overhead during the execution of the application. We propose a mechanism to detect the communication pattern of shared memory applications by monitoring cache coherence protocols. We also propose heuristics that, combined with our communication detection mechanism, allow the mapping to be performed dynamically by the operating system. Experiments with the NAS Parallel Benchmarks showed a reduction of up to 13.9% of the execution time, 30.5% of the cache misses and 39.4% of the number of invalidation messages.