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可重构系统中基于禁忌搜索算法的软硬件划分

根据可重构技术发展的趋势,提出了一种适用于可重构系统软硬件划分的策略。首先根据可重构系统结构给出一个系统模型及  (本文共5页) 阅读全文>>

哈尔滨理工大学
哈尔滨理工大学

可重构嵌入式系统软硬件划分及任务调度算法研究

近年来,嵌入式系统越来越复杂,功能越来越多,性能越来越高,开发周期越来越短,并且随着大规模集成电路设计与制造技术的进步和以FPGA为代表的可重构硬件的快速发展,尤其是动态部分重构技术的出现,大量的可重构器件被应用到嵌入式系统中。可重构技术的发展使过去传统意义上硬件和软件的界线变得模糊,让硬件系统软件化,增加了系统设计和实现的灵活性。然而,可重构结构在成为嵌入式系统发展的重要方向的同时,也给嵌入式系统软硬件协同设计方法学带来了新的挑战,传统嵌入式系统的软硬件划分方法并不适用于可重构嵌入式系统。根据可重构硬件逻辑带来的动态重构和重构延迟等新特性,论文在分析总结现有软硬件划分算法的基础上,提出了一种适用于可重构嵌入式系统的任务划分和任务调度方法。该方法首先对可重构嵌入式系统进行结构建模,接着将一个大规模应用分解成具有约束关系且粒度大小合适的多个子任务,并按照各个任务之间执行先后的顺序约束,构造出一个表示任务约束关系的有向无环图。然后在...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

低功耗软硬件划分算法研究

面对依靠电池供电的便携嵌入式移动设备在能量使用方面受到的严格限制以及电池技术的发展速度远远落后于集成电路发展速度的现状,低功耗嵌入式系统设计已经受到学术界和工业界的普遍重视。鉴于软硬件划分对系统功耗的关键影响,本文立足于解决低功耗软硬件划分问题的算法研究。低功耗软硬件划分问题是NP难的组合优化问题。通过综述以往相关工作,发现整数规划和分支定界等确定性算法只能用于求解小规模问题的精确解,大部分工作使用遗传算法、模拟退火算法等启发式算法求得问题的近似最优解。但是缺乏能够代表大部分实际设计情况的低功耗软硬件划分形式化模型,使得以往的大部分工作只能解决特定情况下的软硬件划分问题,算法缺乏通用性,而且不同的算法之间很难进行比较。同时当前智能优化算法发展迅速,一方面表现在融合不同算法的优势设计混合智能优化算法,这类混合算法经常表现出更好的全局寻优能力和更快的设计空间探索速度;另一方面研究人员通过不断地观察物质的变化过程和生物体的进化过程,近...  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

解放军信息工程大学
解放军信息工程大学

可重构高效能计算系统中软硬件协同技术研究

随着对计算能力的需求逐步增加,高性能计算面临诸多挑战,人们开始思考如何在追求性能的同时还能兼顾效率,因而提出高效能计算的概念。可重构计算系统不仅包含执行软件程序的微处理器核,而且还包括实现硬件逻辑的可重构器件。为了高效地利用可重构计算系统,研究者们探索出软硬件协同设计这个全新的方向,以此来解决设计能力与制造能力之间的鸿沟。本文着重于软硬件协同设计技术中的软硬件划分问题和高层次综合技术,主要的研究内容和创新点包括:1、提出了一个面向松耦合可重构系统的软硬件划分系统结构模型。该模型包括通用处理机和可重构处理机两部分,二者之间依据松耦合的连接方式进行抽象;可重构处理机内部由微处理器和FPGA组成,二者之间依据紧耦合的连接方式进行抽象。采用有向无环图作为系统描述模型,通过关键路径上节点的执行时间和节点间的通信开销确定程序总的执行时间。由于松耦合连接方式的通信代价远高于紧耦合方式,本模型在对待两个层次的通信代价时做了合理的简化。当前,研究...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

可重构系统中的一种动态软硬件划分算法

可编程逻辑器件的发展为可重构系统真正走向实用化提供了硬件基础。目前可重构系统的应用主要集中在国防科技和航空航天等领域,为了提高可重构系统应用的普及性,需要一种能够动态进行软硬件划分的方法。面向动态可重构的动态软硬件划分方法目前还不是很完善,而面向函数级的动态软硬件划分更没有一种现成的系统。本文针对函数级的动态软硬件划分问题进行了研究,主要完成的工作包括:1)提出了利用可划分软件和可划分硬件函数的整体封装来构建一种基于函数级的动态软硬件划分模型。具体分析了在UCOS II操作系统下,动态软硬件划分的整个可能实现过程。2)结合划分模型,确定了软硬件划分算法的对象和目标,提出了缩小划分对象以提高划分算法效率的策略,并分析证明了该方法的有效性。3)分析现有算法,提出了利用贪婪算法结合其它算法来解决目标问题的思路,证明了其同其它算法结合的必要性。4)提出了定范围离散度模型的概念,并将该模型的思路同禁忌搜索算法相结合,提出了利用双次f变换来...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨理工大学
哈尔滨理工大学

可重构嵌入式系统软硬件划分方法的研究

随着大规模集成电路技术的发展和现代嵌入式系统发展的需要,以FPGA为代表的可重构硬件被越来越多的嵌入式系统采用。由于可重构硬件兼具ASIC的计算速度和微处理器的灵活性,所以可重构系统被认为是一种高效的计算平台。实践证明,将传统的嵌入式系统的软硬件划分方法应用到可重构嵌入式系统的软硬件划分上显然是不可行的。在含有可重构硬件的嵌入式系统结构中,考虑到可重构器件在硬件结构上与微处理器核的差异,先要合理有效的划分输入的应用程序,这种划分包括空域划分以及时域划分,为了使可重构器件能够发挥重构的特性,不仅要把决定系统任务是在硬件域上还是软件域上实现,对于可能指派到可重构器件上的任务要考虑将其划分成在时间域上不能重叠,同时划分过程中还必须采取措施以减小由重构带来的延迟。在研究了可重构硬件具有的新特性的基础上,论文对实际应用中常用的软硬件划分算法进行了研究,从而提出了一种适用于可重构嵌入式系统的软硬件划分算法,并在算法中采用调度算法以评价划分结...  (本文共55页) 本文目录 | 阅读全文>>