可重構(gòu)計(jì)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(shì)的可重構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)，以其良好的靈活性，可重構(gòu)性以及優(yōu)異的計(jì)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(diǎn)。可重構(gòu)計(jì)算研究主要涉及可重構(gòu)軟硬件平臺(tái)、可重構(gòu)操作系統(tǒng)、編程語(yǔ)言及相關(guān)算法與實(shí)際工程應(yīng)用等領(lǐng)域。
　　 針對(duì)可重構(gòu)計(jì)算及其硬件平臺(tái)的特點(diǎn)，闡述

2、了可重構(gòu)計(jì)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(shí)序關(guān)系等的影響，目標(biāo)為降低任務(wù)的總執(zhí)行時(shí)間與可重構(gòu)平臺(tái)的配置開(kāi)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(duì)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(tái)的異質(zhì)性以及任務(wù)非并發(fā)執(zhí)行對(duì)可重構(gòu)系統(tǒng)性能的影響，對(duì)任務(wù)調(diào)度機(jī)制進(jìn)行建模與分析，用有

3、限狀態(tài)機(jī)(Finite State Machine，F(xiàn)SM)描述任務(wù)的時(shí)序轉(zhuǎn)換、以有向無(wú)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(kāi)銷與調(diào)度性能(如任務(wù)總執(zhí)行時(shí)間，F(xiàn)PGA配置開(kāi)銷)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(shí)間將急劇上升。
　　

4、 針對(duì)當(dāng)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(jìn)方法。在一維資源模型中，提出了一種任務(wù)長(zhǎng)度感知度的放置策略(LHAPS)，該策略是對(duì)Horizon與Stuffing放置策略的改進(jìn)，能夠有效地降低任務(wù)的總執(zhí)行時(shí)間與碎片數(shù)。
　　 對(duì)硬件平臺(tái)與調(diào)度算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與性能測(cè)試。在Xilinx Virtex-Ⅱ Pro上實(shí)現(xiàn)了DES的部分動(dòng)態(tài)可重構(gòu)，驗(yàn)證了其在FPGA上部