可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)快速原型方法及任務(wù)調(diào)度算法研究.pdf

1、可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)，特別是具備動態(tài)可重構(gòu)能力的嵌入式系統(tǒng)，需要對傳統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計方法進行改進。交易級建模在系統(tǒng)級設(shè)計領(lǐng)域得到重視，它以一體化的軟硬件模型為早期的軟件開發(fā)、設(shè)計空間探索和性能驗證提供平臺。本文以現(xiàn)行的SystemC交易級模型為基礎(chǔ)，擴展支持實時操作系統(tǒng)建模的。tim-rtos類，給出非搶占式任務(wù)調(diào)度相應(yīng)的模擬方法，并針對搶占式任務(wù)調(diào)度模擬存在的問題作了分析。以上述研究為基礎(chǔ)，提出并實現(xiàn)一種系統(tǒng)原型方法，該方法能夠有效支持快速系

2、統(tǒng)原型搭建、初始的功能驗證、結(jié)構(gòu)探索和性能評價。 協(xié)同設(shè)計方法要根據(jù)可重構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點，對可重構(gòu)資源需求施加約束并為運行時調(diào)度和管理提供設(shè)計支持。本文給出一個可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)平臺原型，基于統(tǒng)一多任務(wù)設(shè)計思想，設(shè)計支持可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的操作系統(tǒng)模型，并提出虛擬硬件任務(wù)接口、硬件任務(wù)動態(tài)調(diào)度和可重構(gòu)資源管理模型，將可重構(gòu)硬件模塊抽象為硬件任務(wù)，與軟件任務(wù)一起由操作系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理。 在可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計過程中，針對如何縮短重構(gòu)時

3、間這一重要問題，本文提出采用預(yù)配置策略的混合任務(wù)調(diào)度算法。考慮到硬件任務(wù)的特點，將混合任務(wù)有向無環(huán)圖中的硬件任務(wù)分解為配置子任務(wù)和計算子任務(wù)，由于配置子任務(wù)并不受到數(shù)據(jù)依賴的約束，故配置過程可以提前進行。據(jù)此設(shè)計基于動態(tài)層預(yù)配置優(yōu)先級的任務(wù)調(diào)度算法。模擬調(diào)度實驗表明該算法能夠有效降低硬件任務(wù)的配置開銷，并從整體上縮短應(yīng)用執(zhí)行時間。 最后，針對CPU+FPGA混合體系結(jié)構(gòu)，本文給出軟硬件任務(wù)劃分及任務(wù)生成流程，將任務(wù)劃分為軟件任務(wù)