面向動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)的過程級軟硬件劃分方法研究.pdf

1、可重構(gòu)片上系統(tǒng)(Reconfigurable System-on-Chip)包含了執(zhí)行軟件程序的可編程微處理器核和實現(xiàn)硬件邏輯的可重構(gòu)器件,因此設(shè)計人員需要通過軟硬件劃分來將應(yīng)用所需完成的功能有效地映射到這兩種類型的運算部件上。研究面向可重構(gòu)片上系統(tǒng)的動態(tài)軟硬件劃分方法對于充分發(fā)揮可重構(gòu)片上系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,構(gòu)建靈活高效的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)十分重要。目前,大部分可重構(gòu)計算平臺上的動態(tài)軟硬件劃分都采用進(線)程級或指令級粒度。這兩種動態(tài)軟硬件劃

2、分方案都存在相應(yīng)的不足：進程級方案的調(diào)度、通信、同步基本由軟件完成,時間開銷較大,不利于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)；而指令級方案需要研究在線反匯編、在線綜合、在線布局以及布線等算法,實現(xiàn)起來相當復(fù)雜,且不便于重復(fù)利用現(xiàn)有的IP(Intellectual Property)核。
　　 本文針對現(xiàn)有的可重構(gòu)片上系統(tǒng)軟硬件劃分算法的不足,主要做了以下工作：⑴采用過程級動態(tài)軟硬件劃分方法,基于過程(函數(shù))級的劃分粒度,通過量化待劃分問題的復(fù)雜度,動

3、態(tài)調(diào)整軟硬件劃分算法的參數(shù),以提高軟硬件劃分算法的性能。⑵提出了支持該方法的自適應(yīng)蟻群算法,并分析了蟻群算法參數(shù)對求解結(jié)果的影響,最后通過參數(shù)自適應(yīng)解決了蟻群算法容易陷入局部最優(yōu)的缺點。模擬實驗結(jié)果表明,該算法能夠較好的避免局部最優(yōu),求解質(zhì)量較高。⑶針對自適應(yīng)蟻群算法的運行時間較長的缺點,提出了一種遺傳算法與自適應(yīng)蟻群算法融合的軟硬件劃分方法。利用遺傳算法的搜索結(jié)果構(gòu)造蟻群算法初始信息素,通過自適應(yīng)蟻群算法尋找更優(yōu)結(jié)果,以提高算法的收斂