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。

目录

声明

绪论

课题背景及意义

国内外研究现状

课题来源及研究内容

本文组织结构

模型研究

多核系统架构模型

拓扑结构

路由算法

交换技术

能耗模型

任务模型

本章小结

基于通信竞争的静态节能调度算法

算法描述

链路通信

任务-计算核映射

路由确定

电压计算

本章小结

仿真实验及结果分析

实验环境

实验结果及分析

本章小结

总结与展望

主要研究成果

下一步研究工作

致谢

参考文献