眾核片上系統(tǒng)(SoC)嵌入式軟件映射技術(shù)研究.pdf

1、在單核處理器時(shí)代，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，處理器的頻率和集成度的不斷提高，這不但使得單芯片單核處理器的功耗劇增，而且使得其設(shè)計(jì)更加復(fù)雜。近年來(lái)，許多廠(chǎng)商和科研機(jī)構(gòu)開(kāi)始研制眾核處理器，經(jīng)過(guò)多年的努力，眾核處理器技術(shù)取得較快的發(fā)展，然而與之匹配的眾核軟件技術(shù)較為滯后，目前還沒(méi)有一個(gè)比較成熟的眾核軟件映射方法，而在眾核基礎(chǔ)軟件設(shè)計(jì)中，眾核任務(wù)分配與調(diào)度算法作為其關(guān)鍵技術(shù)，成為當(dāng)前一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　盡管目前對(duì)其開(kāi)展

2、了一些研究，但是現(xiàn)階段仍沒(méi)有一個(gè)成熟的體系，尤其是針對(duì)目前單芯片上核心數(shù)快速增長(zhǎng)的情形，現(xiàn)有的眾核任務(wù)分配與任務(wù)調(diào)度技術(shù)所尋得的近似解的優(yōu)化度不高。眾核軟件映射技術(shù)以及眾核任務(wù)分配與調(diào)度算法仍然是一個(gè)不成熟的領(lǐng)域，還需要進(jìn)行不斷的研究和探索。
　　本文首先對(duì)眾核處理器技術(shù)做深入研究，了解其發(fā)展歷程、相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)以及對(duì)其基礎(chǔ)軟件的需求。然后對(duì)眾核軟件映射技術(shù)進(jìn)行深入研究，通過(guò)對(duì)當(dāng)前研究現(xiàn)狀的分析與總結(jié)，歸納出一個(gè)較為完善的眾核軟件映

3、射技術(shù)流程，此流程基于編譯器的靜態(tài)任務(wù)映射，包含了對(duì)一個(gè)實(shí)際應(yīng)用程序的所有處理環(huán)節(jié)，所以其整體實(shí)現(xiàn)較為困難，通過(guò)對(duì)其各個(gè)環(huán)節(jié)的深入分析與取舍，其可以作為眾核軟件映射研究的設(shè)計(jì)參考。
　　特別地，本文著重對(duì)任務(wù)分配和任務(wù)調(diào)度進(jìn)行深入研究，然后綜合比較相關(guān)算法后，采用模擬退火算法作為任務(wù)分配算法，并對(duì)其進(jìn)行深入研究，包括其背景、演化以及相關(guān)參數(shù)的意義與設(shè)置。通過(guò)對(duì)前人已有的工作的研究與分析，本文基于對(duì)模擬退火算法的深入分析，提出一個(gè)環(huán)

4、境自適應(yīng)任務(wù)分配算法。建立了模擬退火算法中參數(shù)與優(yōu)化環(huán)境的任務(wù)數(shù)和核心數(shù)的關(guān)系，隨著核心數(shù)的增加，不但可以有效降低近似解的相對(duì)偏差，而且使任務(wù)分配算法具有較高的環(huán)境自適應(yīng)能力。與較近研究成果相比較，在16核心時(shí)，自適應(yīng)模擬退火算法迭代次數(shù)增加41％，相對(duì)偏差降低68％。
　　在本文算法設(shè)計(jì)中，因?yàn)樗惴ǖ尿?yàn)證需要幾乎整個(gè)眾核軟件映射流程的支持，所以在對(duì)眾核軟件映射流程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行深入的研究基礎(chǔ)上，優(yōu)化地完成整個(gè)算法程序。整個(gè)驗(yàn)證平