文档介绍：可重构片上系统的软硬件协同设计方法研究湖南大学博士学位论文堂僮虫遮厶丝刍;匿主昱』亟筵刍壁驱整奎坌:筮塾拯埴菱望僮篮短没使ば商靡童些刍整盐篁も艿┳部迨窒握銮旦塑生三旦目迨塞簦迸目塑生堇旦筌迸委员会主廑;匿基;圈』麴握学校代号:学号:密级:普通
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博弓障亏学位论文原创性声明年‘月/蝗学位论文版权使用授权书年‘月/湖南大学年乡月本人郑重声明:所呈交的论文是本人际Φ闹傅枷露懒⒔醒芯克得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。,对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。:茌人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:日期:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊ⅲ导师签名:
摘要本文提出并实现了一套新的软硬件协同设计方法及工具,其中包括了以下几空问渐进还原的过程中,离散粒子群算法将每次局部搜索到的最优解作为下一次搜可重构片上系统行——,煌峁埂⒉煌功能的多种模块,形成一个异构多处理单元的系统结构,因而兼具了功能灵活和运算快速的特点。的系统功能既可以采用软件实现,也可以通过硬件完成,具体方案需根据系统的性能、功耗、成本等因素决定,这使得其设计过程必然是软硬件协同进行的,其中涉及的问题包括软硬件功能描述、软硬件划分、软硬件综合、软硬件模拟及验证等。另外,近年来,动态部分重构技术由于可实现对硬件资源的分时复用,在提高灵活性的同时降低系统成本,同样成为设计领域的研究热点。针对当前面向的设计过程中自动化程度低、编程不透明、可重构资源难以有效利用等问题,并结合可编程器件能够根据应用需求动态配置芯片结构的特点,方面的成果:岢隽艘恢只诠碳侗喑棠P偷腞软硬件协同设计自动化方法:首先,通过构造的软硬件统一编程模型,确立了一种以软硬件协同函数级;〉亩至鞒蹋⑽O低成杓迫嗽贝罱艘子玫摹⑼夹位募煽7环境。在编程模型的框架内,系统设计人员通过调用已根据应用特性进行优化的软硬件协同函数,即可利用高级语言完成系统功能描述。此后,动态软硬件划分算法在程序运行时对其进行划分,选择、调度需要转换到软件或硬件实现的协同函数,并通过动态链接器实时切换函数的运行方式,从而形成了一个由功能描述到系统实现的自动化流程。实验表明,该方法易于使用,且能够有效利用动态可重构资源对应用程序进行加速。岢隽艘恢炙阉骺占淦交际踅岷侠肷⒘W尤核惴ǖ娜碛布址椒ǎ和ü使待划分任务碛布的各参数值趋向平均值的策略,实现了对软硬件划分任务搜索空间的平滑操作。同时,将局部搜索与平滑力度相结合,在对原搜索索的起始解进行软硬件划分。实验结果表明,该方法可显著提高原局部搜索算法的求解质量,且在节点数较多的问题求解中速度优势明显,但时间复杂度与原局部搜索算法相同,因此,是一种解决软硬件划分中约束优化问题的有效方法。岢隽艘恢諶隙糠种毓辜际醯氖迪址椒ǎ和üɑ贓纳杓品椒ㄓ隤工具相结合,完成了一套动态部分重构技术的实现流程。为验证其可行性及易用性,运用该方法分别。博十学位论丑
咏饷芗耙羝德瞬ㄆ飨低沉礁鲇τ檬道辛效利用动态部分重构的技术优势,按实际应用拘计算需求分时复用可重构资源,可加速的流数据管理系统一。首先,通过实现用于流数据处理的通用对设计与实现。实验结果表明,采用基于的设计方法能够避免其他现有设计方法中的诸多限制,使系统设计变得更加灵活;在与ぞ呦嘟岷虾螅简化了系统设计流程,提高了动态部分可重构系统的设计效率。同时,在系统中有明显提高系统资源的利用率、节省重构时间,因此,是解决系统性能、成本,以及功耗等问题的可靠选择。岢隽艘恢挚芍毓褂布ㄖ牧魇莨芾硐低,豪蒙鲜鯮纳杓品椒ḿ肮ぞ撸杓撇⑹迪至艘恢只谟布硬件加速器,。筛萦τ眯枨蟊簧杓瞥刹煌氖莶询处理器,然后被封装成硬件函数并置于针对应用开发的软硬件协同函数库中,供系统设计人员使用。在此基础上,依据查询网络的实时状态,软硬件划分算法将对系统功能描述中各查询操作的实现方式进行动态划分,从而配置不同的查询执行引擎组合。实验表明,使用软硬件协同作业的系统在高速路收费查询应用中性能优越,其处理单个元组的平均时问仅为纯软件方式实现的。由于硬件处理器能够对多个元组并行处理,该系统在应对高传输率的复杂流数据应用时性能优势将更为明显。同时,良好的系统性能也验证了本文提出的设计方法、软硬件划分算法,以及动态部分重构技术的实现方法具有可行性和高效性。关键词:可重构片上系统;软硬件协同