可重构系统中的任务划分和任务调度的研究

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1、河北工业大学硕士学位论文可重构系统中的任务划分和任务调度的研究姓名：马平申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：柴欣20061101河北工业大学硕士学位论文可重构系统中的任务划分和任务调度的研究摘要近年来，可重构硬件技术及其相关设计、开发工具的飞速发展使得动态重构计算逐渐走向实用化。FPGA技术的发展使其能够在运行时对芯片进行动态部分重构，对动态重构计算系统的实用化提供了良好的硬件基础。但相对于FGPA芯片时钟速度的提高来说，当前的重构开销仍然影响系统性能的关键因素。在FPGA动态自重构机制的基础上，通

2、过对现有可重构计算系统结构的研究分析，论文提出了单个微处理器和单个FPGA芯片构成的动态自重构计算系统结构。可重构硬件的动态部分重构能力打破了硬件的传统应用模式，传统的软硬件划分方法已经不能满足动态重构计算系统的需求。论文在分析总结各种软硬件划分算法的基础上，考虑了动态重构和重构延时等可重构硬件逻辑带来的新特征，提出了新的任务划分和任务调度算法。在动态重构计算系统中，首先将一个大规模应用分解成粒度大小合适并且具有约束关系的多个子任务，然后根据各个子任务之间的执行先后的约束关系，画出一个表示任务约束关系的有向无环

3、图。对于该任务图论文中的任务划分采用基于遗传算法、遗传算法和爬山算法的融合算法和模拟退火算法的划分算法来得到一个划分结果,并使用动态优先级调度算法对划分结果进行评价，有效地实现了动态重构计算系统中的任务划分与调度。最后，论文进行了性能分析和实验结果比较。实验表明，算法取得的划分能够有效地最小化应用程序的执行时间。论文对可重构系统中的任务划分和调度的发展做出了有益的探索。关键词：可重构系统任务划分任务调度遗传算法模拟退火算法i可重构系统中的任务划分和任务调度的研究STUDYONTASKPARTITIONINGAN

4、DTASKSCHEDULINGINTHERECONFIGURABLESYSTEMABSTRACTTherapiddevelopmentofreconfigurablehardwaretechnology,relationaldesignmethodologyandCADtoolsmakesreconfigurablecomputation(RC)practical.ThedynamicpartialreconfigurationcapabilityofFPGAchangedtraditionalmodeofha

5、rdware,makingcomponenttobethenewcomputationmethodbetweensoftwareandhardware.Formerco-designofsoftwareandhardwarenolongersatisfytheneedsofdynamicreconfigurationsystem.Thepartitionandassignmentoffunctionbetweensoftwareandcomponentgreatlyinfluencedtheperformanc

6、eofsystem.Afteranalyzingandworkingoverreconfigurablecomputationarchitectures,thisthesispresenteddynamicself-reconfigurationcooperate–computationarchitecturewhichwascomposedbyamicroprocessorandaFPGAchip.TheApplicationmodeofhardwarewaschangedbythepartiallydyna

7、micreconfigurableabilityofferedbyreconfigurablehardware.Andthetraditionalhardware-softwarepartitioningmethodscan’tguaranteefeasibleimplementationsfordynamicallyreconfigurablecomputingsystems.Takingnewfeaturesofreconfigurablehardwareresourceandthetimecostofre

8、configurationintoaccount,thisthesisbringforwardthenewtaskpartitioningandtaskschedulingalgorithmbasedonanalyzingandsummarizingeveryhardware-softwarepartitioningalgorithm.Inthedynamicreconfigurati