可重构系统中任务实时调度和实时布局算法的分析

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1、摘要摘要可重构计算是一种兼具通用处理器灵活性和专用集成电路高效性的计算体系结构。为了能够充分发挥可重构系统的高性能和可编程能力，需要将可重构资源和硬件任务的管理纳入到操作系统的范畴。因此，可重构硬件操作系统技术成为一个新的研究热点。可重构硬件操作系统抽象的编程模型简化了编程接口和共享资源的管理，任务的实时调度和实时布局是资源管理中的关键部分；可重构器件资源规模的增长也使多用户并发操作成为可能。据此，本文提出了一种多用户多任务的可重构计算平台模型，并在此基础上对任务的实时调度和实时布局展开深入的研究，主要包

2、括以下内容。首先，分析现有的可重构计算平台，提出了多用户多任务可重构计算系统模型，并研究了针对此平台任务模型的一般形式。其次，研究了此系统模型下的任务调度算法，用户任务集的调度采用了改进的先来先服务的调度算法，而用户任务集中内部多任务的调度则提出了一种新的时域划分技术一关键部分分割(csc)算法。再次，结合任务的调度策略，在处理数据无关的用户任务集布局时提出了基于资源利用率为准则的最大剩余空闲矩阵@眦R)布局算法，而在处理具有数据相关性的用户内部多任务时提出了基于通信成本为准则的最小路由成本(MRC)布局

3、算法。最后从资源利用率，任务拒绝率，资源碎片率等多个角度对多用户多任务的实时调度和实时布局算法进行了详细的分析和评估。关键词：可重构硬件操作系统，关键部分分割，最大剩余空闲矩阵，最小路由成本ABSTRACrABSTRACTReconfigurablecomputingsystemshavebeendevelopedonthebasisofmicroprocessorandASIC，whichCanachievemuchbetterperformancethanmicroprocessorandmainta

4、insahigher1evelofflexibilitythanASIC．Itisnecessarytomanagethereconfigurableresourcesandhardwaretasksforoperatingsystem，whichCanbringhigherperformanceandprogrammableability．Therefore，reconfigurablehardwareoperatingsystemforreconfigurablecomputinghasbeenano

5、velhottopicinlastfewyears．Reconfigurablehardwareoperatingsysternsfilltwokeyrolesincomputing：simplifyingtheprogramminginterfacethroughanabstractedprogrammingmodelandmanagingsharedresources．Theonlineschedulingandonlineplacementasthecriticalpartofthereconfig

6、urablehardwareoperationsystems．Thenumberoftheresourceonreconfigurabledeviceincreasingdramaticallymakesitpossibletooperateconcurrentinamulti．usermanner．Becauseofthis．thethesispresentsamulti-USermulti—taskingreconfigurablecomputingmodel，andin—depthstudyonth

7、etaskonlineschedulingandonlineplacementalgorithmonthebasisofthismodel．TlliSthesisconsistsofthefollowingparts．Thefirstpartanalysisofexistingreconfigurablecomputingplatform，proposedamulti—usermulti-taskingreconfigurablecomputingsystemmodel，andanalyzesthegen

8、eralformofataskmodel．Thesecondpartdiscussestheonlineschedulingalgorithm．Usertaskset(UTS)isscheduledbyanimprovedfirstcomefirstservedschedule(FCFS)algorithm．ThemultitaskswithintheUTSarescheduledbyanewtemporalpartition