不同約束的可重構(gòu)片上系統(tǒng)軟硬件劃分算法研究.pdf

1、可重構(gòu)片上系統(tǒng)作為一種靈活、高效、高可靠的嵌入式系統(tǒng)，一經(jīng)出現(xiàn)，就得到了開(kāi)發(fā)人員的認(rèn)可?？芍貥?gòu)片上系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于對(duì)靈活性和可靠性要求較高的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。特別是對(duì)于系統(tǒng)功能需要?jiǎng)討B(tài)變化的實(shí)際應(yīng)用，這種靈活和可靠的要求更加強(qiáng)烈，因此在深海深空探測(cè)、國(guó)防安全、系統(tǒng)加密、嵌入式系統(tǒng)等各方面擁有廣闊的應(yīng)用前景。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通常采用軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方法，而其中軟硬件劃分這一步驟尤為重要，是目前研究的熱點(diǎn)之一。本文針對(duì)可重構(gòu)片上系統(tǒng)對(duì)不同

2、約束條件的軟硬件劃分問(wèn)題進(jìn)行研究，主要完成了以下幾個(gè)方面工作:
　　 第一，構(gòu)建出可重構(gòu)片上系統(tǒng)的硬件模型，針對(duì)兩種不同約束的軟硬件劃分構(gòu)建出不同的計(jì)算模型。采用有向無(wú)環(huán)圖建立模型，但對(duì)具體問(wèn)題考慮不同的粒度和影響因素。
　　 第二，提出一種帶有面積約束的軟硬件劃分算法。該算法將貪婪算法和模擬退火算法相混合，構(gòu)造出考慮單位硬件面積加速比和通信時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)的混合算法。利用單位硬件面積加速比作為貪婪算法的篩選標(biāo)準(zhǔn)，更加科學(xué)合理，

3、而在細(xì)粒度的軟硬件劃分中，考慮通信時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)更接近于實(shí)際情況。實(shí)驗(yàn)表明，本文所提出的混合算法與單獨(dú)使用貪婪算法或模擬退火算法相比，不增加算法復(fù)雜度，具有更高的性能。
　　 第三，提出一種帶有時(shí)間約束的軟硬件劃分算法。該算法采用粗粒度進(jìn)行劃分，對(duì)于非樹(shù)型結(jié)構(gòu)的有向無(wú)環(huán)圖進(jìn)行合并，使之轉(zhuǎn)化為樹(shù)型結(jié)構(gòu)，并利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法，求得劃分算法的最優(yōu)解。
　　 在上述三方面工作的基礎(chǔ)上，搭建了一個(gè)驗(yàn)證算法的原型系統(tǒng)，并對(duì)算法的可行性和性能