通过遗传算法进行系统级软硬件划分.pdf

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1、第14卷第8期计算机辅助设计与图形学学报VOl.14NO.82OO2年8月JOURNALOFCOMPUTER-AIDEDDESIGNSCOMPUTERGRAP~ICSAug.2OO2通过遗传算法进行系统级软硬件划分郑黄国勇(中国华大集成电路设计中心CAD部北京1OOO15D摘要介绍采用遗传算法解决软硬件划分问题具体讨论在遗传算法实现过程中的编码和解码~适应值函数的选取~选择~交叉~变异算子的实现~收敛准则的决定等问题的处理.与已发表文献的处理方法进行比较最后通过随机实验取得了好的结果.关键词SOC设计软硬件协同

2、设计软硬件划分遗传算法中图法分类号TP138SystemLevelSoftware/HardwarePartitioningbyGeneticAlgorithmZhengYun~uangGuOyOng(cADDepaltmentofchznahuadalnteglatedczlCuztDeszgncentelBezjzng1OOO15DAbstractSOftware/hardwarepartitiOningiSakeyprOblemduringtheprOceSSOfSyStemOnchip(SOCDdeSi

3、gn.ThepartitiOningalgOrithmdecOmpOSeStheSyStemSpecificatiOnintOtwOSetS,OneSetiSmarkedaScandidateSfOrhardwareimplementatiOntheOtherOneiSmarkedaSSOftwareimplementatiOn.ManyapprOacheShaVebeenpreSentedtOtacklethiSprOblemSuchaSmixedintegerlinearprOgramming(MILPDS

4、imulatedannealingtabuSearch.InthiSpaperweintrOducegeneticalgOrithmtOaddreSStheprOblem.SOmeimplementatiOnmethOdSOfthealgOrithmarediScuSSedindetailincludingcOdingdecOdingSelectiOnOffitneSSfunctiOntheimplementatiOnOfSelectiOnOperatOrcrOSSOVerOperatOrandmutatiOn

5、OperatOranddeterminatiOnOfcOnVergencerule.ThecOmpariSOnwithreSearchreSultSinreferenceSiSgiVenandgOOdreSultShaVebeengOttenbySOmeexperimentS.KeywordsSOCdeSignSOftware/hardwarecO-deSignSOftware/hardwarepartitiOninggeneticalgOrithm分~系统的软硬件协同综合~软硬件的协同验证~系统优化等[1-6

6、]1介绍.其中系统的软硬件划分是一个非常关键的问题也是一个NP完全问题[7]它直接影响系统的性能处理起来非常在SOC(SyStemOnChipD设计中系统设计变得越来越困难.复杂传统的设计方法和工具已不能满足要求开发新的有目前已经有许多软硬件划分方法如混合整数线性规效工具已成为目前EDA公司的紧迫任务.划法模拟退火法(SimulatedannealingD和禁忌搜索法(tabu传统的系统设计方法是根据系统设计师们的设计经验SearchD等.它们的不同之处在于,系统的初始化说明~划分过和一些辅助工具对系统进行软硬

7、件划分然后分别设计软硬程中所基于的粒度大小~划分过程的自动化程度~耗费函数件待硬件实现后与软件集成起来进行验证.如果这时发现(cOStfunctiOnD的构造方法~划分算法的设计.文献[8-9]中错误就不得不推翻重来增加了往复设计的次数既费时又采用自动化划分方法而文献[1O]中则采用手工划分方法.费成本.文献[9]中划分是基于比较细的粒度文献[1O]中是基于比现代的系统设计方法是通过性能评估和建模在系统级较粗的粒度而文献[11]中的划分粒度大小是在划分过程中就进行软硬件的协同设计进行有效的性能分析可大大加动态变

8、化的.文献[12]中所用的划分算法是模拟退火法和禁快设计过程缩短产品上市时间.忌搜索法而文献[13-14]则采用遗传算法来得到优化的划在软硬件协同设计中需要考虑许多方面的问题.例如分方案.文献[15]采用的是混合整数线性规划法该方法适系统的说明与建模~不同系统的协同模拟~系统的软硬件划合中小规模问题速度慢并且可能得到局部优化解;而模拟原稿收到日期,2OO1-O7-O4;修改稿收到日期,