软硬件划分中调度算法的研究及应用

发布时间：2020-04-28 03:01

【摘要】： 软硬件划分,即指在设计系统时,确定各个任务采用何种方式实现,以及统筹安排各个任务的执行时间。软硬件划分的关键是兼顾系统的性能和成本。任务调度作为软硬件划分中的重要一步,作用是确定系统数据流图中每个节点的执行时间。调度的意义在于协调系统各个模块的并行性与串行性,从而均衡系统的资源消耗与速度。本文重点研究了时间受限约束条件下的FDS调度算法,并提出了一种改进FDS调度算法,也就是通过引入关联概率来表征各任务节点之间的前后级联关系以实现系统的调度。对文献[11]提供的六组样例进行实验,对算法进行测试比较和分析。结果表明,本文的改进FDS调度算法较传统FDS算法具有更快的执行速度。此调度算法所给出的调度方案在保证调度方案质量的同时,通过模块复用获得更佳的系统资源方案。将调度算法应用于语音增强处理系统中,分析了语音增强处理系统的结构,将系统分为若干个模块。以ALTERA公司的DEII开发板为实验平台,对各个模块进行硬件实现。依据语音增强系统的数据流图,以及实现的各个模块的执行时间和所需资源,采用本文的改进FDS调度算法优化语音增强系统的结构。得到的调度方案使得整个系统能够在约束时间内执行完成任务,同时通过模块复用节省了整个系统所消耗的资源,证明了本文改进FDS算法的有效性。
【图文】：

数据流图,算子,时间帧,数据流图

Time斤ame，2];，3l，3l，’]，4l，’]，5l，sl [l12[2[2[31314[l[l[l几刊”T4巧%T7Ts”Tl0图3一1数据流图图3一2各算子对应的时间帧如图3一1所示的数据流图，，图中的每个节点表示1个算子，节点之间的边表示算子之间的通信。假设每个节点的运行需要1个时钟周期，整个任务要在5个时钟周期内完成。由ASAP算法调度得到最早执行时刻，由ALAP算法调度可得到最晚执行时刻，从而得到各算子可被安排的时间帧，见图3一2。通过时间帧的确定，从而确定了FDS算法给各个算子安排时间的范围的初始值。根据各个算子的时间帧，来计算各算子在相应时刻出现的概率。在进行算子的分布概率计算时

降采样,仿真结果,时钟周期,分析滤波器

间为2个时钟周期;将各路乘积依次相加需要的时间为12个时钟周期。所以分析滤波器模块完成相应的子任务时所需的时间为18个时钟周期。其所消耗的系统资源为2，154个LE，如图4一15所示。ToP一 levelEntityN的e且oDivF的11犷一cycl妞e工工Dev豆ceEPZC35F672C6Ti.in‘ ModelsFin公Metti，in‘毕妙ir骊ents一如Totdl。幼celeoentsZ准5布丈33，216〔6%〕Tot红“。瓦。ation公恤cti。“，1，908/3几216〔6%〕Dodicatedl。红。r。幼:ter:881133，216〔3%〕Tot公re‘i，tor:881Tot公pin:162/475〔34%)Tot公virtu公Pin:O Totdmemorybitsl，593/483
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP302

【参考文献】