可重構嵌入式系統(tǒng)軟硬件劃分及任務調度算法研究.pdf

1、近年來，嵌入式系統(tǒng)越來越復雜，功能越來越多，性能越來越高，開發(fā)周期越來越短，并且隨著大規(guī)模集成電路設計與制造技術的進步和以FPGA為代表的可重構硬件的快速發(fā)展，尤其是動態(tài)部分重構技術的出現(xiàn)，大量的可重構器件被應用到嵌入式系統(tǒng)中?？芍貥嫾夹g的發(fā)展使過去傳統(tǒng)意義上硬件和軟件的界線變得模糊，讓硬件系統(tǒng)軟件化，增加了系統(tǒng)設計和實現(xiàn)的靈活性。然而，可重構結構在成為嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的重要方向的同時，也給嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設計方法學帶來了新的挑戰(zhàn)，傳

2、統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的軟硬件劃分方法并不適用于可重構嵌入式系統(tǒng)。
　　 本文根據(jù)可重構硬件邏輯帶來的動態(tài)重構和重構延遲等新特性，在分析總結現(xiàn)有軟硬件劃分算法的基礎上，提出了一種適用于可重構嵌入式系統(tǒng)的任務劃分和任務調度方法。該方法首先對可重構嵌入式系統(tǒng)進行結構建模，接著將—個大規(guī)模應用分解成具有約束關系且粒度大小合適的多個子任務，并按照各個任務之間執(zhí)行先后的順序約束，構造出—個表示任務約束關系的有向無環(huán)圖。然后在可重構系統(tǒng)的資源約束等條

3、件下，采用遺傳/禁忌搜索(GATS)融合的策略，將任務圖描述的特定應用映射到軟硬件平臺上，即實現(xiàn)軟硬件劃分中的任務指派過程。再運用配置預取策略、基于優(yōu)先級的任務調度方法去確定被分配到可重構系統(tǒng)內每個處理單元上任務和通信的開始執(zhí)行時間和順序，進而使應用的劃分結果滿足系統(tǒng)任務之間的控制和數(shù)據(jù)依賴關系，最終使系統(tǒng)的性能得以提高。最后搭建了實驗平臺并編寫了相應的測試程序。測試結果表明，GATS在求解精度上大大優(yōu)于GA和TS，配置預取和調度能夠有