NBTI老化效应感知的片上网络任务调算法研究
发布时间：2021-03-25 11:33
任务调度问题是片上网络（Network-on-Chip,NoC）设计中的一类重要问题。负偏置温度不稳定性（Negative Bias Temperature Instability,NBTI）能够造成底层器件产生老化效应,从而导致计算核的频率退化,以及降低片上网络的系统可靠性。因此,NBTI老化效应感知的片上网络任务调度算法研究是一个具有挑战性的任务。本文针对NBTI老化效应造成的计算核频率退化和系统可靠性下降问题,提出了一系列的NBTI老化感知任务调度算法,分别针对完工时间和系统可靠性进行任务调度,以减小完工时间和提高系统可靠性。首先根据NBTI老化效应引起的底层器件参数变化,推导出计算核的频率退化程度,建立NBTI老化效应预测模型以评估计算核的任务执行时长。在考虑计算核频率退化的场景下,以完工时间为调度目标构建了一个老化感知的调度优化模型,然后基于粒子群算法的思想设计了一种调度算法,能够有效求解上述优化问题。为了应对老化效应导致的系统可靠性下降问题,构建了一个新的老化效应感知调度模型,在完工时间的约束条件下对系统可靠性进行优化。然后设计了一种二进制粒子群机制表征调度解和粒子之间的映...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
完工时间和吞吐率的方差分析
硕士学位论文NBTI老化效应感知的片上网络任务调度算法研究41图4.8系统可靠性的方差分析以上实验都说明，不管是在总完工时间还是在吞吐率方面，虽然改变了优化目标，但是在对系统可靠性进行优化的同时，依然可以保证NBTI老化效应感知调度结果的优越性。4.5本章小结由于NBTI老化效应不仅会造成频率退化，还会进一步导致系统可靠性下降，为了更好的说明NBTI老化效应感知算法可以在片上网络的任务调度问题上具有更高的系统可靠性，本章针对系统的软错误可靠性，进行有关任务调度问题的建模，将NBTI老化因子与系统执行任务时的可靠性联系起来，可以将可靠性用NBTI老化因子进行表征，并将此问题进行公式化。通过二进制粒子群算法进行优化求解之后，对分别NBTI老化效应感知得到的调度方案和非NBTI老化效应感知得到的调度方案的系统可靠性，完工时间和吞吐率进行了比较分析，分析得出，NBTI老化效应感知的调度方案在具有更高系统可靠性的同时，还可以保证更低的总完工时间和更高的吞吐率。
硕士学位论文NBTI老化效应感知的片上网络任务调度算法研究43一般来说，一个片上网络由两个主要模块组成：路由部分和网络接口（NetworkInterfaces，NI）部分。如图5.1所示，router[*]单元为路由模块，core[*]单元为核模块，核带有网络接口模块，网络接口模块包含了source模块和sinks模块，如图5.2所示。路由模块可以支持独立地进行端口的创建，使得HNOCS支持异构性。每个端口都是根据其容量和VC（Virtualchannel，虚拟通道）数量进行配置的，路由模块的组成如图5.3所示。图5.1一个片上网络模块图5.2网络接口模块
【参考文献】：
期刊论文
[1]胖树型片上网络的低能耗映射算法[J]. 张碧霞,顾华玺,杜克明,丁慧. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(09)
[2]基于遗传蚁群算法的港口集卡路径优化[J]. 曹庆奎,赵斐. 系统工程理论与实践. 2013(07)
[3]基于云自适应遗传算法的NoC映射研究[J]. 许川佩,陈征南,任智新. 计算机工程与应用. 2012(36)
[4]数据差异显著性检验[J]. 张凤菊,刘晓娟,赵丽平,于晓波,张范良. 农机使用与维修. 2012(04)
[5]基于人工蜂群算法的低能耗高性能NoC映射[J]. 邓植,顾华玺,杨银堂,曾代兵. 西安电子科技大学学报. 2012(02)
[6]基于软错误的动态程序可靠性分析和评估[J]. 熊磊,谭庆平. 小型微型计算机系统. 2011(11)
[7]自适应混沌遗传退火的片上网络映射[J]. 张剑贤,杨银堂,周端,董刚,赖睿,高翔. 北京邮电大学学报. 2011(04)
[8]基于蚁群混沌遗传算法的片上网络映射[J]. 易伟,王佳文,潘红兵,李丽. 电子学报. 2011(08)
[9]一种三维SoCs绑定前的测试时间优化方法[J]. 欧阳一鸣,刘蓓,梁华国. 电子测量与仪器学报. 2011(02)
[10]面积与功耗优化的NoC映射方法[J]. 郑飞,徐宁,郭振平,郑兴,陈萼. 武汉理工大学学报. 2009(18)
博士论文
[1]面向多核处理器系统的可靠性与能耗优化调度研究[D]. 易娟.重庆大学 2016
[2]片上多核系统能效及可靠性优化方法研究[D]. 黄乐天.电子科技大学 2016
[3]基于GALS NoC的异步片上通信链路技术研究[D]. 杨延飞.西安电子科技大学 2012
[4]NoC基础研究[D]. 周干民.合肥工业大学 2005
硕士论文
[1]基于离散萤火虫的众核SoC映射方法研究[D]. 刘鑫.合肥工业大学 2015
[2]片上网络实时端到端任务截止期规划算法的研究[D]. 姜治宇.东北大学 2013
本文编号：3099608
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
完工时间和吞吐率的方差分析
硕士学位论文NBTI老化效应感知的片上网络任务调度算法研究41图4.8系统可靠性的方差分析以上实验都说明，不管是在总完工时间还是在吞吐率方面，虽然改变了优化目标，但是在对系统可靠性进行优化的同时，依然可以保证NBTI老化效应感知调度结果的优越性。4.5本章小结由于NBTI老化效应不仅会造成频率退化，还会进一步导致系统可靠性下降，为了更好的说明NBTI老化效应感知算法可以在片上网络的任务调度问题上具有更高的系统可靠性，本章针对系统的软错误可靠性，进行有关任务调度问题的建模，将NBTI老化因子与系统执行任务时的可靠性联系起来，可以将可靠性用NBTI老化因子进行表征，并将此问题进行公式化。通过二进制粒子群算法进行优化求解之后，对分别NBTI老化效应感知得到的调度方案和非NBTI老化效应感知得到的调度方案的系统可靠性，完工时间和吞吐率进行了比较分析，分析得出，NBTI老化效应感知的调度方案在具有更高系统可靠性的同时，还可以保证更低的总完工时间和更高的吞吐率。
硕士学位论文NBTI老化效应感知的片上网络任务调度算法研究43一般来说，一个片上网络由两个主要模块组成：路由部分和网络接口（NetworkInterfaces，NI）部分。如图5.1所示，router[*]单元为路由模块，core[*]单元为核模块，核带有网络接口模块，网络接口模块包含了source模块和sinks模块，如图5.2所示。路由模块可以支持独立地进行端口的创建，使得HNOCS支持异构性。每个端口都是根据其容量和VC（Virtualchannel，虚拟通道）数量进行配置的，路由模块的组成如图5.3所示。图5.1一个片上网络模块图5.2网络接口模块
【参考文献】：
期刊论文
[1]胖树型片上网络的低能耗映射算法[J]. 张碧霞,顾华玺,杜克明,丁慧. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(09)
[2]基于遗传蚁群算法的港口集卡路径优化[J]. 曹庆奎,赵斐. 系统工程理论与实践. 2013(07)
[3]基于云自适应遗传算法的NoC映射研究[J]. 许川佩,陈征南,任智新. 计算机工程与应用. 2012(36)
[4]数据差异显著性检验[J]. 张凤菊,刘晓娟,赵丽平,于晓波,张范良. 农机使用与维修. 2012(04)
[5]基于人工蜂群算法的低能耗高性能NoC映射[J]. 邓植,顾华玺,杨银堂,曾代兵. 西安电子科技大学学报. 2012(02)
[6]基于软错误的动态程序可靠性分析和评估[J]. 熊磊,谭庆平. 小型微型计算机系统. 2011(11)
[7]自适应混沌遗传退火的片上网络映射[J]. 张剑贤,杨银堂,周端,董刚,赖睿,高翔. 北京邮电大学学报. 2011(04)
[8]基于蚁群混沌遗传算法的片上网络映射[J]. 易伟,王佳文,潘红兵,李丽. 电子学报. 2011(08)
[9]一种三维SoCs绑定前的测试时间优化方法[J]. 欧阳一鸣,刘蓓,梁华国. 电子测量与仪器学报. 2011(02)
[10]面积与功耗优化的NoC映射方法[J]. 郑飞,徐宁,郭振平,郑兴,陈萼. 武汉理工大学学报. 2009(18)
博士论文
[1]面向多核处理器系统的可靠性与能耗优化调度研究[D]. 易娟.重庆大学 2016
[2]片上多核系统能效及可靠性优化方法研究[D]. 黄乐天.电子科技大学 2016
[3]基于GALS NoC的异步片上通信链路技术研究[D]. 杨延飞.西安电子科技大学 2012
[4]NoC基础研究[D]. 周干民.合肥工业大学 2005
硕士论文
[1]基于离散萤火虫的众核SoC映射方法研究[D]. 刘鑫.合肥工业大学 2015
[2]片上网络实时端到端任务截止期规划算法的研究[D]. 姜治宇.东北大学 2013
本文编号：3099608
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