高可靠性并行异构多核系统的优化与设计

发布时间：2021-05-24 05:53

　　在硬实时系统的设计中,高可靠性、高性能、低成本是三个非常重要但相互冲突的需求。为了解决高性能和低成本之间的冲突,异构多核系统如异构多处理器片上系统（MPSoC）被广泛采用。为了提高系统的可靠性并尽可能保持系统的性能,轻量级容错技术如检查点恢复技术被广泛采用,它通过载入“检查点”中存储的正确信息将系统从错误状态中恢复。虽然检查点恢复技术能在系统出现错误时大幅减少恢复所需要的时间,但由于系统需要隔一段时间制造“检查点”,该技术会增加系统在无错误时的运行时间。此外,越来越多的系统采用新型的非易失性内存（NVM）作为主存。NVM具有很多优良的性质,但其写入寿命有限。检查点的存储会造成NVM的写入,这也是可靠系统设计中应该考虑的问题。本文的目标是针对特定应用,采用检查点恢复技术设计专用的高可靠性高性能系统。为了提高系统性能,本文采用了流水线并行技术。在这样的系统设计中,需要决定三个因素:（1）由于应用中的任务数量可能远远超过系统能提供的计算资源（核心数）,任务需要被分割成组,每一个分组对应一个流水线阶段,由一个核心来执行,称为“应用分割”;（2）由于核心的异构性,同一个任务在不同核心上的运行时间... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 多核系统与MPSoC
        1.2.2 非易失性内存
        1.2.3 容错技术
    1.3 研究目的与意义
    1.4 本文研究内容与贡献
    1.5 本文组织安排
2 相关背景知识
    2.1 多核处理器
    2.2 非易失性内存
    2.3 流水线技术
    2.4 检查点恢复技术
3 系统模型与问题定义
    3.1 应用模型
    3.2 架构模型
    3.3 应用分割
    3.4 核心分配
    3.5 检查点放置
    3.6 系统代价
    3.7 迭代周期
    3.8 问题定义
    3.9 本章小结
4 问题建模
    4.1 应用分割与核心分配
    4.2 检查点放置
    4.3 时间约束
    4.4 目标函数
    4.5 本章小结
5 最优算法
    5.1 定理
    5.2 算法
    5.3 本章小结
6 实验结果
    6.1 实验设置
    6.2 实验环境
    6.3 执行效率
    6.4 解空间搜索能力
    6.5 设计空间探索
    6.6 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文
    B.作者在攻读学位期间内参加的科研项目
    C.作者在攻读学位期间所获奖励目录



本文编号：3203670