异构多核片上网络的低功耗映射研究

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1、广东工业大学硕±学位论文（工学硕±）异构多核片上网络的低功耗映射研究（范绍聪ｆ二〇—六年五月分类号；学校代号；１１８４５ＵＤＣ；密级；学号；２１１１３０５０１９广东工业大学硕：ｔ学位论文（工学硕±）异构多核片上网络的低功耗映射硏究范绍聪指导教师姓名、职称：刘怡儉教榜专业或领域名称；计算化科学与巧乂学生所属学院：计貸化堂院论文答辩日期—：二〇六年五月ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

2、ｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ）－ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＬｏｗＰｏｗｅｒＭａｐｐｉｎｇｏｆＨｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓＭｕ－－－ＣｈｌｔｉＣｏｒｅＮｅｔｗｏｒｋｏｎｉｐＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＦａｎＳｈａｏｃｏｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ；Ｐｒｏｆ．ＬｉｕＹｉｕｎｐｊＭａ２０１６ｙＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎｇｄｏｎｇｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＵｙｇｙＧｕ

3、ａｎｚｈｏｕＧｕａｎｄｏｎＰ．Ｒ．Ｃｈｎａｉ，１０００６ｇ，ｇｇ，５摘要摘要随着片上网络的快速发展，在片上网络系统芯片上能集成更多的处理单元（也称为ＩＰ核）。片上系统处理器结构逐渐朝着多核化和异构化的方向发展。虽然异构多核的片上网络可Ｗ更好的满足需求，加快执行速度和提高性能，但随着核数的增一一多片上网络系统的功耗却成为个不容忽视的问题，因为其限制了系统性能的进步提高和片上系统核数的集成，同时也降低了芯片的使用期限，影响芯片运行的稳，对能耗性能要求较高的可移动设备更是个关键的问题定性。此外。根据异构多核的片

4、上系统中不同的处理单元对不同任务执行的性能和功耗不同，只要能把任务分配到擅长处理该任务的处理单元上时，并根据需求选择合适的拓朴通信结构后把处理单元分配到对应的拓朴节点上，就能很好的提商系统的性能并降低系统的执巧和通信功耗。但由于片上网络任务分配和映射属于ＮＰ难问题，一因此如何实现低功耗映射是目前的研巧重点和难点，种基于量子。为此本文提出蚁群映射的算法来实现异构多核的片上网络系统中应用的任务分配和ＩＰ核映射问题并实现应用执行和任务通信功耗最小化问题。该算法通过改变基本蚁群算法中信，而信息素的更息素的释放方式，采用量子优化算法

5、中的量子概率幅来代替信息素新则是通过使用量子优化算法中的量子相位旋转的方式，实现算法中妈蚁信息素的自适应更新。通过这种方法可Ｗ有效的降低在使用蚁群算法时算法容易早熟收敛的，加大算法的搜索空间，利于跳出局部最优解情况。通过使用本文提出的量子蚁群映射算法与蚁群映射算法、粒子群映射算法和遗传映射算法对产生的应用任务通信图作仿真实验进行对比研巧，分别对算法映射结果得到的最低总功耗、执行相同次数得到的平均功耗、得到最低功耗下任务的执行时间、算法执行的收敛情况、拓朴结构上的节点功耗和算法执行相同时间下最低功，、全局寻优耗情况的多个方面进行

6、比较根据实验结果都可得出该算法在快速搜索、实现低功耗和时间性能等指标都明显优于给出的对比映射算法。在仿真实验中可得出在迭代次数较少的情况下提出的算法其对总功耗的优化率可达到２４％Ｗ上。关键词：片上网络；低功耗；量子蚁群算法；异构多核；分配映射ＩＡＴＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＷｉｔｈｔｈｅｒａｉｄｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｎｅｔｗｏｒｋｏｎｃｈｉｍｏｒｅｒｏｃｅｓｓｉｎｕｎｉｔｓａｌｓｏｃａｌｌｅｄｐｐｐ，ｐｇ（ＩＰｂｍｉｒａｔｅｄｉｍｏｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ０打ｃｉ．Ｔｈｅｓｔｒｕ

7、ｃｔｕｒｅｏｆｃｏｒｅｃａｎｅｈｔｈｅｓｓｔｅｍｏｎｃｈｉｓ）ｇｐｙｉｐｇｒａｄｕａｌｌｙｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｏｗａｒ过ｓｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｃｏｒｅｓａｎｄｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ．Ａｌｔｈｏｕｇｈ－－＿ｈ巧ｅｒｏｅ打ｅｏｕｓｍｕｌｔｉｃｏｒｅｎｅｔｗｏｒｋｏｎｃｈｉｃａｎｂｅ打ｅｒｍｅｅｔｔｈｅｄｅｍａｎｄｓｅｅｄｕｔｈｅｇｐ，ｐｐｅｘｅｃｕｔｉｏｎｓｅｅｄａｎｄｉｍｒｏｖｅｔｈｅｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｕｔｗｉｌＪｉｔｈｅｃｏｒｅｓｉｎｃｒｅａｓ

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