大規(guī)模SoC軟硬件劃分方法研究.pdf

1、嵌入式系統(tǒng)與微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，使得SoC逐步成為當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的主流。傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)方法無法滿足SoC設(shè)計(jì)的特殊要求，并已經(jīng)成為制約SoC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的主要因素。軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)是獲取高品質(zhì)SoC產(chǎn)品的有效手段，而軟硬件劃分又是軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一，但它的求解卻是一個(gè)NP完全問題。一個(gè)SoC如果功能復(fù)雜，部件眾多，其巨大的解空間，會(huì)使得傳統(tǒng)算法“望而生畏”，劃分結(jié)果難以令人滿意。本文對(duì)現(xiàn)有的SoC軟硬件劃分方

2、法進(jìn)行了系統(tǒng)、全面地分析，完成的主要工作如下： 1)對(duì)比了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與軟硬件設(shè)計(jì)協(xié)同設(shè)計(jì)方法，給出了兩種設(shè)計(jì)方法的流程和特點(diǎn)?？偨Y(jié)了現(xiàn)有的軟硬件劃分方法，得出了大規(guī)模問題是面臨的新問題，需要新的思路來探尋大規(guī)模問題的解決方法的結(jié)論，并指出了大規(guī)模SoC軟硬件劃分問題的關(guān)鍵和步驟。在這些基礎(chǔ)之上，詳細(xì)描述了SoC軟硬件劃分系統(tǒng)的體系模型和規(guī)范模型，給出了SoC軟硬件劃分的目標(biāo)，以及系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置。 2)提出了一種實(shí)數(shù)編碼

3、的軟硬件劃分框架，并給出了該編碼方式下的一種非均勻映射方式。在系統(tǒng)性能約束下，研究分析了實(shí)數(shù)編碼機(jī)制在SoC軟硬件劃分問題中的性能，比較了均勻映射與非均勻映射優(yōu)化系統(tǒng)功耗的效果。 3)給出了約束優(yōu)化的定義，以及其研究現(xiàn)狀；研究了Runarsson和Yao的SR和ISR，以及張敏的DSS-MDE；以Runarsson和Yao的工作為基礎(chǔ)，通過對(duì)搜索選擇的分析和差分進(jìn)化的研究，提出了一種新的SRDE算法。最后通過13個(gè)常用測(cè)試函數(shù)與

4、軟硬件劃分問題的性能比較實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了提出的SRDE的有效性。 4)通過對(duì)協(xié)同優(yōu)化算法的三個(gè)關(guān)鍵問題，以及差分進(jìn)化算法的研究，給出了一個(gè)大規(guī)模SoC軟硬件劃分的協(xié)同差分優(yōu)化算法。重點(diǎn)研究了如何采用降低維數(shù)的方式進(jìn)行問題分解，給出了一種把隨機(jī)排序應(yīng)用于差分進(jìn)化平臺(tái)與在適應(yīng)度評(píng)估中問題合并的方法。 5)研究了多處理器結(jié)構(gòu)的軟硬件劃分方法。首先采用提出的協(xié)同差分優(yōu)化算法進(jìn)行分配處理單元，再用任務(wù)調(diào)度算法確定系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)間。通過分析