基于任务调度和共享高速缓存分配的多处理器片上系统能耗优化技术研究

发布时间：2024-04-24 20:37

　　随着电子系统的复杂度和性能需求的提高,多处理器片上系统(Multiprocessor System on Chip,MPSoC)被广泛应用。在半导体工艺不断进步的现实情况下,降低多处理器片上系统的能耗已经成为系统设计者主要考虑的问题。在MPSoC中,处理器和存储器消耗能量的占比最高。因此,系统设计者需要重点降低这两部分的能耗。在严格实时系统中,受软件或硬件因素影响,任务的执行时间通常是不确定的。传统的调度方法由于只考虑了任务在最差情况下的执行时间,而只能得到能耗次优的任务调度结果。为了进一步降低处理器的能耗,一个全新的考虑了任务执行时间不确定性的调度方法亟待出现。MPSoC架构中,除了每个处理器私有的容量较小的高速缓存之外,多个处理器之间会存在共享的容量较大的高速缓存架构。这些高速缓存不但占据了芯片中很大的面积,还消耗了很多的能耗。当不同处理器中的任务并行执行时,它们对共享高速缓存的访问存在竞争和冲突,导致高速缓存系统能耗上升。共享高速缓存分配技术将共享高速缓存分配给不同处理器或任务,可以有效地解决上述的竞争和冲突。高速缓存缺失率是共享高速缓存分配技术的核心,在系统设计早期估计出高速缓...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2-1MILD求解算法流程实例

浙江大学博士学位论文?第２章执行时间不确定的任务调度技术与处理器能耗优化技术研究??

图２－２多处理器硬件模型??

第２章执行时间不确定的任务调度技术与处理器能耗优化技术研究??２．２．?１多处理器硬件模型??本文中，如图２－２所示，我们采用了一个分布式存储的多处理器硬件模型。??我们用［／来代表由Ｍ个处理器构成的硬件架构。因此，ｆ；可以表达为??，…，ｕｄ。每个处理器都有自己局部的数据存储器....

图２－３应用厶和／２的ＤＡＧ图??

功耗更低的多处理器任务调度方案。??假设有两个应用Ａ?＝?｛打，７＼２，７＼３，７＼４｝和／２?＝?｛行，ｒ２２，?ｒ｜，?ｒ２４｝，这两个应用可??以用有向无环任务图（ＤＡＧ）来表示，如图２－３所示。??（３?？??ｖＡ）??Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?Ｊ２....

图2一方案A和方案B的调度结果

图２－５方案Ｃ的调度结果??如图２－５所示，我们可以发现提高一些任务的工作频率，处理器１的空闲时??间就可以大于盈亏平衡时间ｒＳ￡Ｔ?（２５ｍｓ），从而使得处理器可以进入睡眠模式。??更进一步地，如果ｒ｜在它的第一个子块结束，那么处理器１处于睡眠模式的时??间将延长，这样进一步降....

本文编号：3963475