面向可穿戴應(yīng)用的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)調(diào)度平臺(tái)的研究.pdf

1、隨著近幾年可穿戴設(shè)備的發(fā)展，可穿戴計(jì)算機(jī)已經(jīng)逐漸廣泛應(yīng)用在軍事、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。但是人們的需求是不斷變更的，這使得可穿戴計(jì)算機(jī)需要有更復(fù)雜更多樣化的應(yīng)用功能，但是具有這樣應(yīng)用功能的計(jì)算機(jī)往往需要更強(qiáng)性能而且具有豐富的傳感設(shè)備與掛件，這使得計(jì)算機(jī)的板載面積變大、能耗變高，和可穿戴計(jì)算機(jī)的體積小、能耗低、質(zhì)量輕的特點(diǎn)相背離。
　　為解決這一難題，可將動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)運(yùn)用在可穿戴計(jì)算機(jī)上，但目前動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)存在IP的配置耗時(shí)太大，導(dǎo)致功

2、能切換時(shí)隙過大的問題，并且目前并沒有針對(duì)可穿戴計(jì)算的應(yīng)用特點(diǎn)，對(duì)可重構(gòu)軟硬件任務(wù)協(xié)同調(diào)度的調(diào)度策略展開的專門研究。本文在異構(gòu)多處理器平臺(tái)之上，實(shí)現(xiàn)一動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的調(diào)度平臺(tái)，對(duì)可重構(gòu)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，通過Linux操作系統(tǒng)控制軟件任務(wù)和硬件任務(wù)的靈活切換調(diào)度，結(jié)合軟硬件任務(wù)各自的優(yōu)勢，均衡系統(tǒng)整體運(yùn)算資源，提升系統(tǒng)整體的性能。本文主要做了以下幾方面的工作：
　　（1）動(dòng)態(tài)可重構(gòu)調(diào)度平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)：分析可穿戴計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用特點(diǎn)，對(duì)調(diào)度

3、平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，確定重構(gòu)任務(wù)調(diào)度處理模型、多進(jìn)程下重構(gòu)任務(wù)管理方法、多IP核擴(kuò)展方法以及重構(gòu)狀態(tài)監(jiān)控方法等。
　?。?）FPGA配置方式的研究：研究FPGA配置方式，給出一種由CPLD充當(dāng)配置控制器來加速FPGA配置過程的方案，并且研究全局可重構(gòu)和局部可重構(gòu)的過程，提出通過局部可重構(gòu)降低配置文件大小，進(jìn)而減少配置時(shí)間的方法。
　?。?）軟硬件協(xié)同調(diào)度的研究與實(shí)現(xiàn)：根據(jù)可穿戴計(jì)算的具體應(yīng)用場景，給出負(fù)載均衡、效率優(yōu)先、能耗

4、最低和用戶選擇四種調(diào)度策略，并對(duì)四種調(diào)度策略進(jìn)行研究與分析，給出了具體的實(shí)現(xiàn)方法。
　　最后，經(jīng)過實(shí)際測試表明，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)調(diào)度平臺(tái)可以完成基本的重構(gòu)任務(wù)調(diào)度以及IP核管理等基本功能，并在這之上進(jìn)行了FPGA配置實(shí)驗(yàn)和軟硬件協(xié)同調(diào)度的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明給出的FPGA配置方案可以大幅縮短配置時(shí)間，并且軟硬件協(xié)同調(diào)度的調(diào)度策略符合可穿戴計(jì)算機(jī)的應(yīng)用要求。
　　本論文的工作表明動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)結(jié)合恰當(dāng)?shù)恼{(diào)度平臺(tái)，可以解決可穿