YHSIM多核并行化技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、YHSIM是一個功能強大的實時半實物建模仿真軟件平臺。然而，目前基于YHSIM的模型解算只能在單核上運行，隨著系統(tǒng)規(guī)模和復雜度的增加，在一個幀周期內(nèi)要解算的模型越來越多、解算量越來越大，并且為提高仿真的精度，系統(tǒng)對幀時間的要求越來越短，這就使得單核運行的方式越來越難以滿足模型實時解算的需求。另一方面，多核已經(jīng)成為CPU發(fā)展的主流，多核并行可有效提高模型解算效率。因此，開展YHSIM多核并行化技術(shù)研究，對于減少模型解算時間，滿足實時半實物

2、仿真越來越短的幀周期需求具有十分重要的理論意義和實用價值。
　　針對YHSIM模塊化語言和模型解算的特點，結(jié)合多核計算平臺的特征，在相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的指引下，深入分析與研究了YHSIM的建?？蚣?、編譯方法、線程創(chuàng)建和線程實時幀同步技術(shù)等相關(guān)技術(shù)，主要工作和創(chuàng)新包括：
　?。?）模型拆分是實現(xiàn) YHSIM多核并行化的基礎，要實現(xiàn)模型解算并行就需要將原本一個內(nèi)核任務分解到多個內(nèi)核上，而目前的YHSIM建模框架是將所有的模型封裝于一個

3、模型塊（DYNAMIC）中，系統(tǒng)無法自行拆分實現(xiàn)并行。為此，提出了支持多核并行的YHSIM建?？蚣?，該建?？蚣茉试S用戶將可以并行執(zhí)行的模型封裝于不同的模型塊中，系統(tǒng)自動將不同的模型塊創(chuàng)建為不同的實時線程，從而實現(xiàn)基于多核的多模型解算并行，為YHSIM多核并行化打下了基礎。
　?。?）目前的 YHSIM編譯器不支持多模型塊的編譯和代碼生成，而直接修改編譯器工作量和難度大，為此，提出了基于現(xiàn)有YHSIM編譯器的多模型聯(lián)合編譯方法，通過

4、編譯預處理按照傳統(tǒng) YHSIM塊結(jié)構(gòu)特點將多模型塊合并，然后采用YHSIM編譯器統(tǒng)一編譯生成代碼，之后再根據(jù)各模型塊參數(shù)組成等信息進行代碼拆分，從而用最小的代價實現(xiàn)了多模型塊的編譯和可并行執(zhí)行的代碼生成，為多模型塊的并行解算提供了支持。
　?。?）為實現(xiàn)多模型解算的并行，確保多模型并行解算的實時性，提出了基于關(guān)聯(lián)掩碼信息的RTX實時線程動態(tài)創(chuàng)建方法和基于狀態(tài)變量操作的實時幀同步技術(shù)，該技術(shù)通過RTX關(guān)聯(lián)掩碼信息獲取實時內(nèi)核分配情況