異構(gòu)系統(tǒng)中可重構(gòu)計(jì)算的任務(wù)調(diào)度算法研究.pdf

1、可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)兼具通用處理器和ASIC的優(yōu)點(diǎn)，不儀具有高性能和高靈活性，還具有低功耗、高可靠性等特點(diǎn)，特別適合作為異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)或平臺中的專用計(jì)算模塊。對于典型的由傳統(tǒng)通用處理器與可重構(gòu)計(jì)算單元組成的異構(gòu)系統(tǒng)來說，如何從操作系統(tǒng)的角度對于兩者的資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理是異構(gòu)系統(tǒng)的關(guān)鍵問題之一。硬件任務(wù)在可重構(gòu)資源上的調(diào)度問題，屬于異構(gòu)系統(tǒng)中通用處理器上運(yùn)行的操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)的調(diào)度之一，是異構(gòu)系統(tǒng)獲取高性能的關(guān)鍵因素之一，也是可重構(gòu)計(jì)算領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)

2、。
　　本文圍繞異構(gòu)系統(tǒng)中可重構(gòu)計(jì)算的任務(wù)調(diào)度問題進(jìn)行研究，主要工作如下:
　　首先，通過分析FPGA的硬件結(jié)構(gòu)的主要單元，發(fā)現(xiàn)FPGA的路由資源占有較大的芯片面積比，結(jié)合異構(gòu)系統(tǒng)中可重構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)的架構(gòu)，提出帶有路由資源考慮的FPGA通信架構(gòu)模型，該通信架構(gòu)中包含具有不同的數(shù)據(jù)傳輸能力的通信資源。因?yàn)橥ㄐ刨Y源的約束，相依性任務(wù)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)存在資源競爭。為了減少這種資源競爭，本文提出一個(gè)通信系數(shù)指導(dǎo)相依性任務(wù)在FPGA上更

3、集中地放置，以減少對通信總線的占用。
　　其次，通過分析學(xué)習(xí)現(xiàn)有可重構(gòu)資源管理策略，本文改進(jìn)了基于硬件任務(wù)頂點(diǎn)的資源管理算法，提出一個(gè)基于任務(wù)頂點(diǎn)劃分矩形的資源管理策略，通過狀態(tài)矩陣維護(hù)跟蹤可重構(gòu)資源的實(shí)時(shí)信息，并根據(jù)任務(wù)頂點(diǎn)劃分最大空閑矩形。
　　然后，在現(xiàn)有硬件任務(wù)的放置策略基礎(chǔ)上，提出具有通信感知的最大鄰接邊策略，以鄰接邊作為代價(jià)函數(shù)指導(dǎo)任務(wù)的放置;并在此基礎(chǔ)上，把在線調(diào)度過程中任務(wù)抽象為第三維，提出針對3D模型的具有