可重構(gòu)計算的任務(wù)在線調(diào)度與放置策略研究.pdf

1、有效融合了專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)與通用目的處理器(General Purpose Processor)優(yōu)勢的可重構(gòu)計算系統(tǒng)，以其良好的靈活性，可重構(gòu)性以及優(yōu)異的計算性能，日益成為學(xué)術(shù)界與工業(yè)界應(yīng)用研究的熱點?？芍貥?gòu)計算研究主要涉及可重構(gòu)軟硬件平臺、可重構(gòu)操作系統(tǒng)、編程語言及相關(guān)算法與實際工程應(yīng)用等領(lǐng)域。
　　 針對可重構(gòu)計算及其硬件平臺的特點，闡述

2、了可重構(gòu)計算中任務(wù)調(diào)度與放置的重要性。任務(wù)調(diào)度主要關(guān)注硬件任務(wù)與可重構(gòu)區(qū)域的映射，受可重構(gòu)資源數(shù)與任務(wù)間時序關(guān)系等的影響，目標為降低任務(wù)的總執(zhí)行時間與可重構(gòu)平臺的配置開銷；硬件任務(wù)放置旨在提高可重構(gòu)芯片的利用率與任務(wù)的接受率，側(cè)重對可重構(gòu)資源的管理，主要受制于可重構(gòu)空閑區(qū)域的大小與放置方案。
　　 充分考慮了任務(wù)間的數(shù)據(jù)依賴與通信約束、可重構(gòu)平臺的異質(zhì)性以及任務(wù)非并發(fā)執(zhí)行對可重構(gòu)系統(tǒng)性能的影響，對任務(wù)調(diào)度機制進行建模與分析，用有

3、限狀態(tài)機(Finite State Machine，F(xiàn)SM)描述任務(wù)的時序轉(zhuǎn)換、以有向無環(huán)圖(DirectedAcyclic Graph，DAG)表述任務(wù)間的依賴，提出了一種基于組策略的硬件任務(wù)調(diào)度算法(Clustering Strategy Scheduling，CSS)。該算法能較好地平衡任務(wù)調(diào)度開銷與調(diào)度性能(如任務(wù)總執(zhí)行時間，F(xiàn)PGA配置開銷)，并通過實驗指出隨非并發(fā)任務(wù)在系統(tǒng)中比例的增加，任務(wù)總執(zhí)行時間將急劇上升。
　　

4、 針對當前任務(wù)放置算法如Horizon、Stuffing、BestFitt和FirstFit等的不足提出了基本改進方法。在一維資源模型中，提出了一種任務(wù)長度感知度的放置策略(LHAPS)，該策略是對Horizon與Stuffing放置策略的改進，能夠有效地降低任務(wù)的總執(zhí)行時間與碎片數(shù)。
　　 對硬件平臺與調(diào)度算法進行了實驗與性能測試。在Xilinx Virtex-Ⅱ Pro上實現(xiàn)了DES的部分動態(tài)可重構(gòu)，驗證了其在FPGA上部