可重構計算及其任務調(diào)度算法研究.pdf

1、隨著社會的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的計算機系統(tǒng)需要處理的數(shù)據(jù)量越來越大，這使得傳統(tǒng)的CPU系統(tǒng)已不能滿足應用的要求。雖然當前主流的多核處理器能夠在單芯片上集成很多核，將來數(shù)量還會繼續(xù)增加，但是由于其通用性設計的要求，這種方法也難以滿足計算密集型應用的高性能計算要求。ASlC(專用集成電路)能夠極大地提高運算速度，將其集成到處理器中能夠提高處理器對特定應用的處理速度，但是，這種方法對特定應用以外的應用卻無法起到加速作用，缺乏靈活性。
　　作為

2、專用集成電路領域的一種半定制電路，F(xiàn)PGA(Field-Programmable GateArray:現(xiàn)場可編程門陣列)既克服了ASIC靈活性不足以及其他可編程器件門電路數(shù)少的缺點，又保持了硬件應有的高效能優(yōu)點。隨著生產(chǎn)工藝的進步，F(xiàn)PGA在數(shù)字電路設計領域逐步從輔助部件到了核心處理器，而基于SRAM的FPGA的出現(xiàn)則標志著可重構計算系統(tǒng)的到來?？芍貥嬘嬎阆到y(tǒng)一般由通用處理器和可重構處理單元(通常為FPGA)兩部分組成?？芍貥嬘嬎阆到y(tǒng)可

3、以既在計算速度方面遠高于通用處理器又能保持遠高于ASIC的靈活性，并且硬件可重構技術在動態(tài)局部可重構，多配置上下文結構等方面的發(fā)展也為其帶來了更高的靈活性和實用性。
　　由于兼具軟件的靈活性和硬件的高效能，可重構計算無論是在高性能計算領域還是嵌入式智能終端領域都扮演著日益重要的角色。與軟件不同的是，在可重構計算過程中會產(chǎn)生額外的重構過程，而這個重構過程會帶來額外的時間和能耗的消耗，這使得可重構計算系統(tǒng)的任務調(diào)度和基于CPU的軟件調(diào)

4、度有著不同的特點。因此，如何在基于FPGA和CPU的異構系統(tǒng)中，如何進行高效的任務調(diào)度顯得尤為重要。相關文獻表明，目前針對這一問題的研究集中在時間優(yōu)化上，為此本文提出了一種既能進行時間優(yōu)化又能進行能耗優(yōu)化的算法即TEO(Time andEnergy Optimization)算法。在該算法中，通過合理設置不同的參數(shù)，可以控制調(diào)度過程，改變調(diào)度結果，這也增加了該算法的靈活性。
　　實驗結果顯示，TEO算法在能耗減少22.1％的情況下