基于遺傳和模擬退火混合的軟硬件劃分方法研究.pdf

1、嵌入式系統(tǒng)高速發(fā)展，集成電路工藝已經(jīng)無法滿足人們的需求，我們逐漸進(jìn)入了SoC時代。隨著嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度的逐步提高，傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的錯誤定位難，開發(fā)周期長、成本高、進(jìn)行產(chǎn)品更新困難等缺點(diǎn)導(dǎo)致其已經(jīng)無法滿足嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。因此嵌入式軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)成為了一種必然。嵌入式系統(tǒng)軟硬件劃分是軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)方法中的一項(xiàng)重要技術(shù)，所以，在研究嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，構(gòu)造出合理的系統(tǒng)描述模型，提出高效的優(yōu)化的軟硬件劃分算法，將會具有非常重要

2、的理論研究價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　 在進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的整個流程罩，軟硬件劃分算法作為它的一項(xiàng)重要技術(shù)，如何同時考慮系統(tǒng)性能和系統(tǒng)成本的因素，達(dá)到二者的最優(yōu)結(jié)合，是軟硬件劃分主要要處理解決的問題。軟硬件劃分屬于NP問題，目前對于這類問題的解決方法就是利用優(yōu)化算法來求得近似最優(yōu)解。本文的主要工作就是圍繞求解嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中軟硬件劃分問題最優(yōu)解而展開的。
　　 本文介紹了嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的研究領(lǐng)域，同時還簡要介紹

3、了其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步研究了在解決嵌入式系統(tǒng)軟硬件劃分問題時常用的經(jīng)典數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建原理，以及一直以來在軟硬件劃分技術(shù)中存在的一些通常會遇到的難題。通過對遺傳算法(Genetic Algorithm)和模擬退火(Simulated Annealing)算法的優(yōu)缺點(diǎn)的比較，本文針對嵌入式系統(tǒng)軟硬件雙路劃分問題提出了遺傳模擬退火混合算法(Genetic Algorithm and SimulatedAnnealing)的

4、策略，數(shù)學(xué)模型采用TGFF(Task Graph for Free)工具生成的有向無環(huán)圖，遺傳算法GA作為進(jìn)行全局搜索的主框架，利用模擬退火算法SA中的隨機(jī)狀態(tài)生成函數(shù)和Metropolis接受準(zhǔn)則來不斷地更新遺傳算法產(chǎn)生的種群。
　　 最后，本文利用TGFF工具生成真實(shí)的數(shù)據(jù)，并分別采用這些數(shù)據(jù)將遺傳算法、模擬退火算法與遺傳模擬退火混合算法進(jìn)行編程實(shí)驗(yàn)，通過驗(yàn)證對比，結(jié)果表明GASA算法能夠克服GA局部搜索能力差、SA對整個搜