[发明专利]一种基于多目标优化的多核SoC软件映射方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机通信领域，涉及一种基于多目标优化的多核SoC软件映射方法。

背景技术

深亚微米技术的出现，使得整个计算机系统集成到了一个芯片，即系统芯片称为可能。系统芯片SoC(Systerm-on-a-Chip)，又称系统级集成电路SLI，是指在单一硅片上集成数字和模拟混合电路，包括嵌入式核、存储器、专用功能模块、I/O接口模块等多种功能的模块，也就是说可以将现有的标准集成电路、专用集成电路、存储器、逻辑电路、模拟电路、PLD等集成到一个芯片。

多核SoC技术成为便携式计算设备的主要计算架构，它提供较强的计算能力、消耗较低的能耗，充分发挥了各计算节点的能力。

随着航天和国防发展的需要，计算机系统面临一些问题：1、计算能力需求日益剧增；2、计算能耗过大。多核SoC技术已经成为下一代航天计算机系统的关键技术。

但是，多核SoC架构的主要特征是异构和并行性。充分发挥多核SoC的计算能力并且降低能耗的关键点在于将应用程序恰当地映射到计算节点上。但是，由于多核SoC架构的复杂性、应用程序自身的演化性，获得一个最优或者次优的映射方案通常非常困难。

发明内容

发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明公开了一种基于多目标优化的多核SoC软件映射方法。其是基于Kahn进程网络的程序并行框架提取技术，针对静态仿射嵌套循环程序，提出一种并行性技术方案。

技术方案：一种基于多目标优化的多核SoC软件映射方法，包括以下步骤：

(1)、优化多核SoC软件映射的目标；

(11)、确定多核SoC软件映射中的决策变量；

(12)、确定多核SoC软件映射的约束条件；

(13)、确定多核SoC软件映射的目标总函数，目标总函数包括第一目标函数、第二目标函数和第三目标函数，

第一目标函数为：

其中：

V_A表示映射map的目标平台节点，f_p表示对应处理器总处理时间，f_m表示内存的总处理时间，表示处理器的所有执行事件所花费的总时间，表示所有通信事件所花费的总时间，在上述公式中，α_a表示节点a的计算周期要求，x_ap表示节点a是否被映射到p；如果a映射到p，那么x_ap＝1，否则为0；c_p表示处理器p的处理能力，单位为能处理多少周期，β_b表示通道b的通信时间需求，x_bm表示通道b是否被映射到m，如果是那么为1，否则为0，a表示卡恩网络的一个节点，V_k是卡恩网络的所有节点的集合，b是一个通道，B_α是与一个节点a相连的通道集合，E_k是卡恩网络的所有通道的集合，m是一个内存区域，M_p是处理器p能够访问的内存的集合，c_m表示内存m的处理能力,

第二目标函数为：

其中：

g_m＝f_mw_me，

V_A表示映射map的目标平台节点，g_p表示处理器p的能耗，g_m分别内存m的能耗，其中表示处理器p上执行的时间，w_pe表示处理器单位执行时间的能耗，表示处理器上通信的时间，w_pc表示处理器单位通信时间的能耗,

第三目标函数为：

其中：

P为映射中map中使用的处理器的集合，M为映射map使用的内存的集合，u_p表示p的成本，u_m表示m的成本，y_p和y_m表示是否使用p或者m，

多核SoC软件映射的目标总函数表示为：

minf＝(f(map),g(map),c(map))，

其中，f(map)表示映射方案map达到的计算时间目标，g(map)表示映射方案map的能耗目标，c(map)表示映射方案map达到的成本目标，