多核系統(tǒng)中基于NoC通信競(jìng)爭(zhēng)的靜態(tài)節(jié)能調(diào)度算法的研究

【摘要】：由于集成度越來(lái)越高，多核片上系統(tǒng)(MultiProcessor System-on-Chip,MPSoC)的設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，一個(gè)芯片同享一個(gè)全局的時(shí)鐘周期帶來(lái)了很多問(wèn)題，特別是能量消耗。在芯片設(shè)計(jì)中使用片上網(wǎng)絡(luò)片上網(wǎng)絡(luò)(Network-on-Chip,NoC)替代總線結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相互通信，可以有效的在高性能電路中減少能量消耗。目前，對(duì)多核架構(gòu)NoC系統(tǒng)節(jié)能的研究，多忽略通信競(jìng)爭(zhēng)和網(wǎng)絡(luò)延遲而達(dá)到較好的節(jié)能性能，但系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，利用DVFS調(diào)節(jié)電壓/頻率時(shí)可能會(huì)造成任務(wù)調(diào)度錯(cuò)失截止期，由過(guò)長(zhǎng)的調(diào)度時(shí)間產(chǎn)生額外的能量消耗。 研究基于NoC的多核系統(tǒng)建立研究模型，提出一個(gè)解決通信競(jìng)爭(zhēng)的節(jié)能實(shí)時(shí)調(diào)度算法，有效地減少了系統(tǒng)級(jí)的能耗，并同時(shí)滿足了任務(wù)的實(shí)時(shí)性要求。算法分為三個(gè)步驟，首先基于表調(diào)度算法將任務(wù)映射到計(jì)算核上；然后，確定任務(wù)之間數(shù)據(jù)通信的路由路徑及優(yōu)先權(quán)，并為通信鏈路預(yù)分配時(shí)間槽；最后，不斷調(diào)整電壓，計(jì)算各計(jì)算核與網(wǎng)絡(luò)鏈路的速度，使在滿足任務(wù)實(shí)時(shí)可調(diào)度的前提下，電壓最小。算法同時(shí)滿足了任務(wù)的截止期和系統(tǒng)節(jié)能的要求。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，算法在滿足任務(wù)截止期條件下，有效地提高了實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度的節(jié)能性能。 【關(guān)鍵詞】：節(jié)能 片上網(wǎng)絡(luò) 實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度 通信競(jìng)爭(zhēng) 多核系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TN47
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 課題背景及意義8-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)16-18
• 2 模型研究18-31
• 2.1 多核系統(tǒng)架構(gòu)模型18-28
• 2.2 能耗模型28-29
• 2.3 任務(wù)模型29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 3 基于通信競(jìng)爭(zhēng)的靜態(tài)節(jié)能調(diào)度算法31-42
• 3.1 算法描述31-32
• 3.2 鏈路通信32-34
• 3.3 任務(wù) -計(jì)算核映射34-37
• 3.4 路由確定37-38
• 3.5 電壓計(jì)算38-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 4 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析42-50
• 4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境42
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析42-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 5 總結(jié)與展望50-52
• 5.1 主要研究成果50
• 5.2 下一步研究工作50-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57

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