多处理器片上系统实时流应用并行调度与性能分析
发布时间：2022-11-04 00:24
流应用在日常生活中有着广泛的应用,比如音频和视频编解码、软件无线电中的通信信号处理、图形图像处理和雷达信号处理等均属于流应用的范畴。随着用户对系统性能的要求日益增长,这些应用对平台计算能力的要求越来越高。比如,随着视频清晰度的增加,视频解码器需要更多的计算来满足特定速率要求。为了提供充足的计算能力并在功耗、设计成本等方面取得折中,流应用系统常采用多处理器片上系统来实现。由于流应用通常具有严格的实时性要求,如应用延时和/或吞吐量需要满足严格性能指标,因此分析应用在硬件平台上的调度性能对于确保系统性能至关重要。另外,系统性能与应用调度紧密相关,因此研究应用在硬件平台上的调度对于合理利用硬件资源、更好地满足系统性能需求有重要作用。本文围绕流应用在多处理器片上系统上的并行调度与性能分析展开深入研究,主要研究内容和成果如下。论文首先针对流应用在多处理器片上系统上的映射问题,提出了一种并发图模型来量化和建模应用任务间的并发性,设计了一种基于自同步调度的并发图构建算法,并将流应用的映射问题转换为并发图的分割问题。基于并发图,论文将流应用的映射问题建模为纯0-1整数线性规划模型。由于整数线性规划模型的...
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多处理器片上系统研究现状
1.2.2 流应用并行调度技术研究现状
1.3 论文研究思路
1.4 论文结构与内容安排
1.5 论文主要贡献
第二章 典型流应用模型
2.1 流应用
2.2 计算模型
2.2.1 有向图
2.2.2 Kahn处理网络
2.2.3 数据流图
2.3 一种流应用实例模型–H.263标准
2.4 总结
第三章 基于并发度优化的流应用映射算法
3.1 引言
3.2 相关工作
3.3 无复制的流应用映射问题
3.4 周期静态调度与吞吐量分析
3.5 并发图及其构建算法
3.6 基于纯0-1整数线性规划的流应用映射算法
3.7 基于贪婪策略和精炼的流应用映射算法
3.8 性能测试与评估
3.8.1 测试基准
3.8.2 性能度量参数
3.8.3 实验结果与性能分析
3.9 总结
第四章 调度感知同步数据流建模与吞吐量分析
4.1 引言
4.2 相关工作
4.3 应用模型
4.4 调度感知同步数据流建模问题
4.5 基于HSDFG的调度感知同步数据流模型
4.5.1 任务构建
4.5.2 任务排序
4.5.3 处理器间依赖边
4.6 性能测试与评估
4.6.1 测试基准
4.6.2 性能度量参数
4.6.3 实验结果与性能分析
4.7 总结
第五章 基于复制的任务与通信协同调度优化算法
5.1 引言
5.2 相关工作
5.3 系统模型及相关定义
5.4 基于任务复制的调度
5.5 复制与映射约束的调度问题
5.6 无通信竞争的整数线性规划模型
5.6.1 基础定义
5.6.2 目标函数
5.6.3 任务执行约束
5.6.4 数据优先关系
5.7 通信竞争感知的整数线性规划模型
5.8 性能测试与评估
5.8.1 测试基准
5.8.2 性能度量参数
5.8.3 实验结果与性能分析
5.9 总结
第六章 可预测系统任务与缓存协同调度算法
6.1 引言
6.2 相关工作
6.3 系统模型及相关定义
6.4 任务-缓存协同调度问题
6.5 基于迭代的任务-缓存协同调度
6.5.1 FIFO-吞吐量帕累托空间搜索
6.5.2 全局缓存分配优化算法
6.5.3 任务与FIFO访问调度
6.6 性能测试与评估
6.6.1 平台配置与测试基准
6.6.2 针对综合应用的实验结果
6.6.3 针对实际应用的实验结果
6.7 总结
第七章 总结与后续工作展望
7.1 总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
作者在学期间参加的主要科研项目
本文编号：3700904
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多处理器片上系统研究现状
1.2.2 流应用并行调度技术研究现状
1.3 论文研究思路
1.4 论文结构与内容安排
1.5 论文主要贡献
第二章 典型流应用模型
2.1 流应用
2.2 计算模型
2.2.1 有向图
2.2.2 Kahn处理网络
2.2.3 数据流图
2.3 一种流应用实例模型–H.263标准
2.4 总结
第三章 基于并发度优化的流应用映射算法
3.1 引言
3.2 相关工作
3.3 无复制的流应用映射问题
3.4 周期静态调度与吞吐量分析
3.5 并发图及其构建算法
3.6 基于纯0-1整数线性规划的流应用映射算法
3.7 基于贪婪策略和精炼的流应用映射算法
3.8 性能测试与评估
3.8.1 测试基准
3.8.2 性能度量参数
3.8.3 实验结果与性能分析
3.9 总结
第四章 调度感知同步数据流建模与吞吐量分析
4.1 引言
4.2 相关工作
4.3 应用模型
4.4 调度感知同步数据流建模问题
4.5 基于HSDFG的调度感知同步数据流模型
4.5.1 任务构建
4.5.2 任务排序
4.5.3 处理器间依赖边
4.6 性能测试与评估
4.6.1 测试基准
4.6.2 性能度量参数
4.6.3 实验结果与性能分析
4.7 总结
第五章 基于复制的任务与通信协同调度优化算法
5.1 引言
5.2 相关工作
5.3 系统模型及相关定义
5.4 基于任务复制的调度
5.5 复制与映射约束的调度问题
5.6 无通信竞争的整数线性规划模型
5.6.1 基础定义
5.6.2 目标函数
5.6.3 任务执行约束
5.6.4 数据优先关系
5.7 通信竞争感知的整数线性规划模型
5.8 性能测试与评估
5.8.1 测试基准
5.8.2 性能度量参数
5.8.3 实验结果与性能分析
5.9 总结
第六章 可预测系统任务与缓存协同调度算法
6.1 引言
6.2 相关工作
6.3 系统模型及相关定义
6.4 任务-缓存协同调度问题
6.5 基于迭代的任务-缓存协同调度
6.5.1 FIFO-吞吐量帕累托空间搜索
6.5.2 全局缓存分配优化算法
6.5.3 任务与FIFO访问调度
6.6 性能测试与评估
6.6.1 平台配置与测试基准
6.6.2 针对综合应用的实验结果
6.6.3 针对实际应用的实验结果
6.7 总结
第七章 总结与后续工作展望
7.1 总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
作者在学期间参加的主要科研项目
本文编号：3700904
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/3700904.html
