多核系统中基于NoC通信竞争的静态节能调度算法的研究

【摘要】：由于集成度越来越高，多核片上系统(MultiProcessor System-on-Chip,MPSoC)的设计越来越复杂，一个芯片同享一个全局的时钟周期带来了很多问题，特别是能量消耗。在芯片设计中使用片上网络片上网络(Network-on-Chip,NoC)替代总线结构，使系统模块通过网络相互通信，可以有效的在高性能电路中减少能量消耗。目前，对多核架构NoC系统节能的研究，多忽略通信竞争和网络延迟而达到较好的节能性能，但系统在实际运行中，利用DVFS调节电压/频率时可能会造成任务调度错失截止期，由过长的调度时间产生额外的能量消耗。 研究基于NoC的多核系统建立研究模型，提出一个解决通信竞争的节能实时调度算法，有效地减少了系统级的能耗，并同时满足了任务的实时性要求。算法分为三个步骤，首先基于表调度算法将任务映射到计算核上；然后，确定任务之间数据通信的路由路径及优先权，并为通信链路预分配时间槽；最后，不断调整电压，计算各计算核与网络链路的速度，使在满足任务实时可调度的前提下，电压最小。算法同时满足了任务的截止期和系统节能的要求。 实验结果表明，算法在满足任务截止期条件下，有效地提高了实时任务调度的节能性能。 【关键词】：节能 片上网络 实时任务调度 通信竞争 多核系统
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TN47
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 课题背景及意义8-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 本文研究内容15-16
• 1.4 本文组织结构16-18
• 2 模型研究18-31
• 2.1 多核系统架构模型18-28
• 2.2 能耗模型28-29
• 2.3 任务模型29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 3 基于通信竞争的静态节能调度算法31-42
• 3.1 算法描述31-32
• 3.2 链路通信32-34
• 3.3 任务 -计算核映射34-37
• 3.4 路由确定37-38
• 3.5 电压计算38-41
• 3.6 本章小结41-42
• 4 仿真实验及结果分析42-50
• 4.1 实验环境42
• 4.2 实验结果及分析42-49
• 4.3 本章小结49-50
• 5 总结与展望50-52
• 5.1 主要研究成果50
• 5.2 下一步研究工作50-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-57

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