面向可穿戴應用的動態(tài)可重構調度平臺的研究.pdf

1、隨著近幾年可穿戴設備的發(fā)展，可穿戴計算機已經逐漸廣泛應用在軍事、醫(yī)療等各個領域。但是人們的需求是不斷變更的，這使得可穿戴計算機需要有更復雜更多樣化的應用功能，但是具有這樣應用功能的計算機往往需要更強性能而且具有豐富的傳感設備與掛件，這使得計算機的板載面積變大、能耗變高，和可穿戴計算機的體積小、能耗低、質量輕的特點相背離。
　　為解決這一難題，可將動態(tài)可重構技術運用在可穿戴計算機上，但目前動態(tài)可重構技術存在IP的配置耗時太大，導致功

2、能切換時隙過大的問題，并且目前并沒有針對可穿戴計算的應用特點，對可重構軟硬件任務協(xié)同調度的調度策略展開的專門研究。本文在異構多處理器平臺之上，實現(xiàn)一動態(tài)可重構的調度平臺，對可重構資源進行統(tǒng)一管理，通過Linux操作系統(tǒng)控制軟件任務和硬件任務的靈活切換調度，結合軟硬件任務各自的優(yōu)勢，均衡系統(tǒng)整體運算資源，提升系統(tǒng)整體的性能。本文主要做了以下幾方面的工作：
　?。?）動態(tài)可重構調度平臺的設計和實現(xiàn)：分析可穿戴計算機上的應用特點，對調度

3、平臺進行設計和實現(xiàn)，確定重構任務調度處理模型、多進程下重構任務管理方法、多IP核擴展方法以及重構狀態(tài)監(jiān)控方法等。
　　（2）FPGA配置方式的研究：研究FPGA配置方式，給出一種由CPLD充當配置控制器來加速FPGA配置過程的方案，并且研究全局可重構和局部可重構的過程，提出通過局部可重構降低配置文件大小，進而減少配置時間的方法。
　　（3）軟硬件協(xié)同調度的研究與實現(xiàn)：根據(jù)可穿戴計算的具體應用場景，給出負載均衡、效率優(yōu)先、能耗

4、最低和用戶選擇四種調度策略，并對四種調度策略進行研究與分析，給出了具體的實現(xiàn)方法。
　　最后，經過實際測試表明，設計實現(xiàn)的動態(tài)可重構調度平臺可以完成基本的重構任務調度以及IP核管理等基本功能，并在這之上進行了FPGA配置實驗和軟硬件協(xié)同調度的實驗，實驗結果表明給出的FPGA配置方案可以大幅縮短配置時間，并且軟硬件協(xié)同調度的調度策略符合可穿戴計算機的應用要求。
　　本論文的工作表明動態(tài)可重構技術結合恰當?shù)恼{度平臺，可以解決可穿