可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)軟硬件劃分及任務(wù)調(diào)度算法研究.pdf

1、近年來，嵌入式系統(tǒng)越來越復(fù)雜，功能越來越多，性能越來越高，開發(fā)周期越來越短，并且隨著大規(guī)模集成電路設(shè)計與制造技術(shù)的進(jìn)步和以FPGA為代表的可重構(gòu)硬件的快速發(fā)展，尤其是動態(tài)部分重構(gòu)技術(shù)的出現(xiàn)，大量的可重構(gòu)器件被應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)中?？芍貥?gòu)技術(shù)的發(fā)展使過去傳統(tǒng)意義上硬件和軟件的界線變得模糊，讓硬件系統(tǒng)軟件化，增加了系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)的靈活性。然而，可重構(gòu)結(jié)構(gòu)在成為嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的重要方向的同時，也給嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計方法學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn)，傳

2、統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的軟硬件劃分方法并不適用于可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)。
　　 本文根據(jù)可重構(gòu)硬件邏輯帶來的動態(tài)重構(gòu)和重構(gòu)延遲等新特性，在分析總結(jié)現(xiàn)有軟硬件劃分算法的基礎(chǔ)上，提出了一種適用于可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的任務(wù)劃分和任務(wù)調(diào)度方法。該方法首先對可重構(gòu)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模，接著將—個大規(guī)模應(yīng)用分解成具有約束關(guān)系且粒度大小合適的多個子任務(wù)，并按照各個任務(wù)之間執(zhí)行先后的順序約束，構(gòu)造出—個表示任務(wù)約束關(guān)系的有向無環(huán)圖。然后在可重構(gòu)系統(tǒng)的資源約束等條

3、件下，采用遺傳/禁忌搜索(GATS)融合的策略，將任務(wù)圖描述的特定應(yīng)用映射到軟硬件平臺上，即實現(xiàn)軟硬件劃分中的任務(wù)指派過程。再運用配置預(yù)取策略、基于優(yōu)先級的任務(wù)調(diào)度方法去確定被分配到可重構(gòu)系統(tǒng)內(nèi)每個處理單元上任務(wù)和通信的開始執(zhí)行時間和順序，進(jìn)而使應(yīng)用的劃分結(jié)果滿足系統(tǒng)任務(wù)之間的控制和數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，最終使系統(tǒng)的性能得以提高。最后搭建了實驗平臺并編寫了相應(yīng)的測試程序。測試結(jié)果表明，GATS在求解精度上大大優(yōu)于GA和TS，配置預(yù)取和調(diào)度能夠有