YHSIM多核并行化技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、YHSIM是一個(gè)功能強(qiáng)大的實(shí)時(shí)半實(shí)物建模仿真軟件平臺(tái)。然而，目前基于YHSIM的模型解算只能在單核上運(yùn)行，隨著系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜度的增加，在一個(gè)幀周期內(nèi)要解算的模型越來(lái)越多、解算量越來(lái)越大，并且為提高仿真的精度，系統(tǒng)對(duì)幀時(shí)間的要求越來(lái)越短，這就使得單核運(yùn)行的方式越來(lái)越難以滿足模型實(shí)時(shí)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(kāi)展YHSIM多核并行化技術(shù)研究，對(duì)于減少模型解算時(shí)間，滿足實(shí)時(shí)半實(shí)物

2、仿真越來(lái)越短的幀周期需求具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　針對(duì)YHSIM模塊化語(yǔ)言和模型解算的特點(diǎn)，結(jié)合多核計(jì)算平臺(tái)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(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn) YHSIM多核并行化的基礎(chǔ)，要實(shí)現(xiàn)模型解算并行就需要將原本一個(gè)內(nèi)核任務(wù)分解到多個(gè)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(gè)

3、模型塊（DYNAMIC）中，系統(tǒng)無(wú)法自行拆分實(shí)現(xiàn)并行。為此，提出了支持多核并行的YHSIM建?？蚣埽摻？蚣茉试S用戶(hù)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(dòng)將不同的模型塊創(chuàng)建為不同的實(shí)時(shí)線程，從而實(shí)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(chǔ)。
　　（2）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(guò)

4、編譯預(yù)處理按照傳統(tǒng) YHSIM塊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jìn)行代碼拆分，從而用最小的代價(jià)實(shí)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。
　　（3）為實(shí)現(xiàn)多模型解算的并行，確保多模型并行解算的實(shí)時(shí)性，提出了基于關(guān)聯(lián)掩碼信息的RTX實(shí)時(shí)線程動(dòng)態(tài)創(chuàng)建方法和基于狀態(tài)變量操作的實(shí)時(shí)幀同步技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)RTX關(guān)聯(lián)掩碼信息獲取實(shí)時(shí)內(nèi)核分配情況