简述重构可重构计算任务在线调度和放置对策址

摘要：有效融合了专用集成电路(Apppcation Specific Integrated Circuit, ASIC)与通用目的处理器(General Purpose Processor)优势的可重构计算系统，以其良好的灵活性，可重构性以及优异的计算性能，日益成为学术界与工业界运用探讨的热点。可重构计算探讨主要涉及可重构软硬件平台、可重构操作系统、编程语言及相关算法与实际工程运用等领域。针对可重构计算及其硬件平台的特点，阐述了可重构计算中任务调度与放置的重要量。任务调度主要关注硬件任务与可重构区域的映射，受可重构资源数与任务间时序联系等的影响，目标为降低任务的总执行时间与可重构平台的配置开销；硬件任务放置旨在提升可重构芯片的利用率与任务的接受率，侧重对可重构资源的管理，主要受制于可重构空闲区域的大小与放置案例。充分考虑了任务间的数据依赖与通信约束、可重构平台的异质性以及任务非并发执行对可重构系统性能的影响，对任务调度机制进行建模与浅析，用有限状态机(Finite State Machine, F)描述任务的时序转换、以有向无环图(DirectedAcycpc Graph, DAG)表述任务间的依赖，提出了一种基于组对策的硬件任务调度算法(Clustering Strategy Schedupng, CSS)。该算法能较好地平衡任务调度开销与调度性能(如任务总执行时间，FPGA配置开销)，并通过实验指出随非并发任务在系统中比例的增加，任务总执行时间将急剧上升。针对当前任务放置算法如Horizon、Stuffing、BestFitt和FirstFit等的不足提出了基本改善策略。在一维资源模型中，提出了一种任务长度感知度的放置对策(LHAPS)，该对策是对Horizon与Stuffing放置对策的改善，能够有效地降低任务的总执行时间与碎片数。对硬件平台与调度算法进行了实验与性能测试。在Xipnx Virtex-II Pro上实现了DES的部分动态可重构，验证了其在FPGA上部分动态可重构的运转效果。关键词：可重构计算论文硬件任务论文有向无环图论文组对策调度论文任务放置论文部分动态可重构论文

摘要5-6

Abstract6-10

插图索引10-12

附表索引12-13

第1章 绪论13-16

1.1 课题来源13

1.2 目的与作用13-14

1.3 探讨内容14-15

1.4 本论文工作15

1.5 本论文结构15-16

第2章 相关探讨综述16-30

2.1 可重构技术的出现16-17

2.2 可重构技术的相关论述17-20

2.2.1 可重构技术的定义与分类17-18

2.2.2 可重构计算的探讨近况18-20

2.3 任务调度与放置对策探讨近况20-23

2.3.1 可重构计算系统模型21

2.3.2 任务模型21-22

2.3.3 资源模型22-23

2.4 当前基于不同资源模型的探讨23-27

2.4.1 基于 1D 资源模型23-24

2.4.2 基于 2D 资源模型24-27

2.5 相关探讨浅析27-28

2.5.1 挑战与不足27-28

2.5.2 亟待解决的不足28

2.6 本章小结28-30

第3章 组对策硬件任务调度30-39

3.1 硬件任务调度的相关探讨30-32

3.2 不足建模与相关定义32-34

3.2.1 任务模型32-34

3.3 调度对策34-38

3.3.1 调度目标34-36

3.3.2 调度算法(CSS)及描述36-38

3.4 本章小结38-39

第4章 硬件任务放置对策39-49

4.1 相关概念与定义39-40

4.2 不足建模与检测设40-41

4.2.1 系统模型40-41

4.2.2 可重构平台模型41

4.2.3 任务模型41

4.3 放置对策41-48

4.3.1 一维放置算法41-46

4.3.2 二维放置算法46-48

4.4 总结48-49

第5章 实验与性能测试49-62

5.1 部分动态可重构的实现49-53

5.1.1 硬件平台49-51

5.1.2 软件平台51-53

5.2 实验设计与实现53-61

5.2.1 DES 的动态可重构53-56

5.2.2 CSS 算法实验与浅析56-61

5.3 本章小结61-62

总结与展望62-64