面向MPSoC通信优化的任务映射和调度研究

发布时间：2024-07-02 03:44

　　随着人们对嵌入式系统计算需求的提高和应用软件的复杂,片上多处理器系统(Multiprocessor-system-on-chip,MPSoC)在嵌入式系统中的应用越来越广泛。MPSoC硬件的发展给软件的开发带了很多挑战,其中细粒度多线程模型因其能够高效利用硬件多核资源而获得了大量的应用。然而,细粒度多线程模型在提供系统性能优化空间的同时,也会更多暴露线程之间的依赖关系,从而在多核系统中引入大量通信开销。因此,如何减少细粒度线程模型的通信开销对于系统性能提升有重要意义。为了更好利用多核硬件的并行性和细粒度线程模型的优势,如何将由多个线程(也叫任务)组成的应用合理分配到各个处理器上同时确定每个任务的启动顺序和起始时间,即任务映射和任务调度问题,对于系统性能提升也有着决定性的作用。另外,通信优化和任务映射、任务调度互相之间还存在依赖关系,则如何在任务映射和任务调度过程中同时考虑通信优化也非常有必要。本文针对以上的问题进行深入研究,对以往研究中提出的细粒度通信优化技术——通信流水线和消息聚合技术——从时间和空间两个角度分别对它们在性能提升上的优缺点进行探讨,并给出了能够最大化发挥其优势而避免其...

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．丨Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型??

１．绪论??数），离散延时及预定义模块（如数学操作）都是Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型的具体例子。基本??的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块包括功能模块Ｆ?（图１．１中的白色圆形）和通信模块（图１．１中的灰??色圆形），其中通信模块还可进一步分为通信发送模块Ｓ和通信接收模块尺。功能??模块用于完成数据....

图３．１通信流水线示例??

３．１．２．１时间角度：无效问题??在一些情况下，使用通信流水线不能隐藏通信传输开销甚至会降低系统性能，即通??信流水线遇到了无效问题。图３．２给出了?一个无效问题的示例。为了更好解释无效问题的??原因，本节首先给出如下定义：??定义３．１?（流水线周期）一个流水线周期是指在使用....

图３．２通信流水线问题：时间角度??３．１．３通信流水线的应用策略??

?３．细粒度通信优化技术研究??系统开销。反之，在图３．１（ｂ）中，２７５小于ｒ五因而在每个有效流水周期中都不存在空??闲时间，故通信运算并行能够有效降低系统开销。??３．１．２．２时间角度：流水线前序和后序问题??如图３．２（ｂ）所示，一个流水线可以分为前序部分（ｐｒｏｌｏｇ）....

图３．３通信流水线问题：空间角度??

时间??（ｂ）前序和后序问题示例??图３．２通信流水线问题：时间角度??３．１．３通信流水线的应用策略??通信流水线具有以上的优缺点，因此在应用通信流水线时需要采用一些方法来充分??发挥它的优势而避开它的劣势。针对以上三个问题，本节基于一个给定的初始调度给出??相应的解决方案来合....

本文编号：3999634