異構(gòu)多核片上網(wǎng)絡(luò)的低功耗映射研究.pdf

1、隨著片上網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，在片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)芯片上能集成更多的處理單元（也稱為IP核）。片上系統(tǒng)處理器結(jié)構(gòu)逐漸朝著多核化和異構(gòu)化的方向發(fā)展。雖然異構(gòu)多核的片上網(wǎng)絡(luò)可以更好的滿足需求，加快執(zhí)行速度和提高性能，但隨著核數(shù)的增多片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功耗卻成為一個(gè)不容忽視的問題，因?yàn)槠湎拗屏讼到y(tǒng)性能的進(jìn)一步提高和片上系統(tǒng)核數(shù)的集成，同時(shí)也降低了芯片的使用期限，影響芯片運(yùn)行的穩(wěn)定性。此外，對(duì)能耗性能要求較高的可移動(dòng)設(shè)備更是個(gè)關(guān)鍵的問題。
　　根據(jù)異構(gòu)多

2、核的片上系統(tǒng)中不同的處理單元對(duì)不同任務(wù)執(zhí)行的性能和功耗不同，只要能把任務(wù)分配到擅長(zhǎng)處理該任務(wù)的處理單元上時(shí)，并根據(jù)需求選擇合適的拓?fù)渫ㄐ沤Y(jié)構(gòu)后把處理單元分配到對(duì)應(yīng)的拓?fù)涔?jié)點(diǎn)上，就能很好的提高系統(tǒng)的性能并降低系統(tǒng)的執(zhí)行和通信功耗。但由于片上網(wǎng)絡(luò)任務(wù)分配和映射屬于NP難問題，因此如何實(shí)現(xiàn)低功耗映射是目前的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)。為此，本文提出一種基于量子蟻群映射的算法來實(shí)現(xiàn)異構(gòu)多核的片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用的任務(wù)分配和IP核映射問題并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用執(zhí)行和任務(wù)通

3、信功耗最小化問題。該算法通過改變基本蟻群算法中信息素的釋放方式，采用量子優(yōu)化算法中的量子概率幅來代替信息素，而信息素的更新則是通過使用量子優(yōu)化算法中的量子相位旋轉(zhuǎn)的方式，實(shí)現(xiàn)算法中螞蟻信息素的自適應(yīng)更新。通過這種方法可以有效的降低在使用蟻群算法時(shí)算法容易早熟收斂的情況，加大算法的搜索空間，利于跳出局部最優(yōu)解。
　　通過使用本文提出的量子蟻群映射算法與蟻群映射算法、粒子群映射算法和遺傳映射算法對(duì)產(chǎn)生的應(yīng)用任務(wù)通信圖作仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比