隨著SoC設(shè)計元件的出現(xiàn)，如MIPS32 1004K一致處理系統(tǒng)（CPS），單操作系統(tǒng)條件下的片上對稱多處理（SMP）已經(jīng)成為了一種真正的設(shè)計選擇，而系統(tǒng)架構(gòu)師也需要了解其優(yōu)點和局限性。

任務(wù)越多，越需要并行

復(fù)雜的模塊化多任務(wù)處理嵌入式軟件系統(tǒng)經(jīng)常表現(xiàn)出“偶然發(fā)現(xiàn)的”并發(fā)，如圖1所示。該系統(tǒng)的總?cè)蝿?wù)可能包括多任務(wù)操作，每個操作都有不同的職責(zé)，可滿足一系列不同的輸入需求。如果沒有分時操作系統(tǒng)，這些任務(wù)中的每個都必須在獨立的處理器上運行。在一個分時單處理器（uniprocessor）上，任務(wù)可以在交替的時間片段上運行。在一個采用SMP操作系統(tǒng)的多處理器上，任務(wù)可以并行地在許多可供使用的處理器上運行。

分布式處理

另一種形式的并行處理已經(jīng)成為司空見慣的事情，以至于有時甚至不被認(rèn)為是“并行”的，這就是分布式計算，它的網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)/服務(wù)器模型是迄今為止最常見的范例。客戶機(jī)/服務(wù)器編程基本上是一種控制流分解的形式。一個程序任務(wù)將工作請求連接和發(fā)送給系統(tǒng)中的一個或多個專門任務(wù)，該系統(tǒng)被指定執(zhí)行具體的工作，而不是由這個程序任務(wù)本身執(zhí)行所有計算�？蛻魴C(jī)/服務(wù)器編程通常是在LAN和WAN上實現(xiàn)的，SMP SoC內(nèi)的任務(wù)之間的通信也是遵循同一個范例。人們可以利用片上或無效“環(huán)回”網(wǎng)絡(luò)接口通過TCP/IP進(jìn)行未經(jīng)修改的客戶機(jī)/服務(wù)器的二進(jìn)制通信，或者更加有效地利用在存儲器中傳遞數(shù)據(jù)緩存的本地通信協(xié)議。

實際上，此類技術(shù)都可以單獨使用，或者結(jié)合使用，以利用給定應(yīng)用的基于SMP平臺的能力。人們甚至可以構(gòu)建一種分布式SMP服務(wù)器的數(shù)據(jù)并行陣列，其中每個陣列都可以執(zhí)行一條控制流的流水線。但是，為了有效地實現(xiàn)這個方案，可能需要非常大的工作量和數(shù)據(jù)集。

系統(tǒng)軟件的支持非常關(guān)鍵

在有些SoC系統(tǒng)中，有可能實現(xiàn)處理器靜態(tài)物理分解任務(wù)的并行性（例如每個輸入端口有一個處理器內(nèi)核），在這樣的SoC系統(tǒng)中，把并行的多個任務(wù)分配到不同的處理器去處理可以在硬件中完成。這將降低軟件開銷和占位面積，但是不能提供靈活性。

同樣，如果嵌入式應(yīng)用可以被靜態(tài)地分解成客戶端和服務(wù)器端程序，這些程序通過片上互連進(jìn)行通信，那末系統(tǒng)連接所需的唯一的系統(tǒng)軟件就是執(zhí)行處理器間共用協(xié)議的信息傳遞代碼。信息傳遞協(xié)議可提供某些抽象層，可以用來配置更多或更少的處理器來運行共用基礎(chǔ)的應(yīng)用代碼，但是對于任何給定的配置，處理器間的負(fù)載平衡就像硬件分區(qū)一樣無聲無息。為了實現(xiàn)更加靈活的并行系統(tǒng)編程，需要在一個共享資源的多處理器系統(tǒng)上完成軟件分布的任務(wù)。

SMP系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性

顧名思義，SMP操作系統(tǒng)有一個對系統(tǒng)“對稱”的含義。所有處理器都可以發(fā)現(xiàn)相同的存儲器、相同的I/O器件以及相同的全局操作系統(tǒng)的狀態(tài)。這將使從一個處理器到另一個處理器的程序移植變得極其簡單而有效，如圖2所示的簡單例子，也將使負(fù)載均衡更加容易。無須額外的編程或系統(tǒng)管理，一套采用時間分割的單個CPU上的多任務(wù)程序，將同時運行于一個SMP系統(tǒng)的可用CPU之上。如Linux調(diào)度程序的SMP調(diào)度程序?qū)⒋蜷_和關(guān)閉處理器的程序，一切都以一種公平的方式進(jìn)行。

作為多處理運行的Linux應(yīng)用不必為了發(fā)揮SMP的并行性而進(jìn)行修改。在大多數(shù)情況下，無須重新進(jìn)行編譯；一個例外則是與非線程安全庫靜態(tài)連接的二進(jìn)制碼。

SMP Linux環(huán)境可以提供許多工具，有助于系統(tǒng)設(shè)計人員調(diào)節(jié)可用處理器的任務(wù)共享方式。這些任務(wù)可以讓它們的優(yōu)先級上升和下降，可以由運行在處理器上的任意子集加以限制。利用適當(dāng)核的支持，它們可以請求使用不同的實時調(diào)度狀態(tài)。

類UNIX操作系統(tǒng)總是允許應(yīng)用程序?qū)θ蝿?wù)的相對調(diào)度優(yōu)先級進(jìn)行控制，即使是單處理器分時系統(tǒng)也是這樣。隨著能夠?qū)θ蝿?wù)、任務(wù)組或系統(tǒng)具體用戶的優(yōu)先級進(jìn)行操作的更復(fù)雜機(jī)制的出現(xiàn)，傳統(tǒng)上優(yōu)良的外殼命令（shell command）和系統(tǒng)調(diào)用已經(jīng)增加到Linux當(dāng)中，這對評判該操作系統(tǒng)的優(yōu)劣應(yīng)該是十分必要的。

此外，在多處理器配置方面，所有的Linux任務(wù)都有一個參數(shù)，定義了哪些處理器組（set of processor）可以對任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。根據(jù)默認(rèn)，這個參數(shù)存在于系統(tǒng)中的整組處理器當(dāng)中，但是，像優(yōu)先級一樣，這種CPU親合力可以由taskset外殼命令，或者由顯式（explicit system）調(diào)用來操作任務(wù)的“CPU親合力”。(責(zé)任編輯：admin)