異構(gòu)多核平臺(tái)上流程序的能耗優(yōu)化與調(diào)度.pdf

1、嵌入式系統(tǒng)中的一類重要程序是流應(yīng)用程序，如多媒體、數(shù)字信號(hào)處理程序等，并且越來(lái)越多的設(shè)備采用異構(gòu)多核處理器來(lái)提高程序性能。這類應(yīng)用程序需要達(dá)到較高的吞吐量才能流暢運(yùn)行，使用這類應(yīng)用的用戶不但關(guān)心設(shè)備的執(zhí)行性能，而且對(duì)設(shè)備的續(xù)航時(shí)間和散熱也有較高的要求。設(shè)備續(xù)航時(shí)間和散熱通常與硬件設(shè)備執(zhí)行應(yīng)用程序產(chǎn)生的能耗相關(guān)。為了滿足用戶需要，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)者需為設(shè)備設(shè)計(jì)出吞吐量較高、能耗較低的調(diào)度，但日益復(fù)雜的系統(tǒng)使工程師面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
　　

2、基于模型的性能分析優(yōu)化方法能夠幫助工程師在設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，從而有效縮短電子系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和成本。同步數(shù)據(jù)流圖(Synchronous Data Flow Graphs，SDFG)被廣泛用于為流應(yīng)用程序建模。本文利用同步數(shù)據(jù)流圖來(lái)描述流應(yīng)用程序，并對(duì)異構(gòu)多核平臺(tái)進(jìn)行抽象，共同構(gòu)成本文的系統(tǒng)模型?；谙到y(tǒng)模型，對(duì)其靜態(tài)調(diào)度的吞吐量和能耗進(jìn)行帕累托(Pareto)優(yōu)化。目的在于求解系統(tǒng)模型吞吐量和能耗的帕累托調(diào)度，供系統(tǒng)

3、設(shè)計(jì)者權(quán)衡考慮系統(tǒng)的吞吐量和能耗。
　　本文提出基于并行的帕累托優(yōu)化調(diào)度(Parallel based Pareto Optimal Scheduling，PPOS)算法求解該問(wèn)題，通過(guò)逐次的擴(kuò)展，構(gòu)造調(diào)度的狀態(tài)空間，最終獲得吞吐量和能耗的帕累托調(diào)度集合。為了加快求解效率，利用調(diào)度性質(zhì)，在擴(kuò)展的過(guò)程中對(duì)狀態(tài)空間進(jìn)行裁剪，在保證求解精度的同時(shí)，提高算法效率。設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，通過(guò)并行化來(lái)進(jìn)一步提高算法對(duì)大規(guī)模問(wèn)題的求解能力。P