仿生优化算法在片上网络映射的应用研究_论文

发布时间:2021-04-20 12:54:36

第 1 3卷 第 5期  2 1 0  1年 1 月 0   黄 山 学 院 学 报  J u n l f Hu n s a   i e st  o   a o   a g h n Unv r i r y VO11 . . 3NO.  5 0cI 0l1 . 2   仿生优化算法 在片上网络映射的应用研究  胡  伟 一欧 阳一 鸣 ’ . .   (. 肥 工 业大 学 计 算机 与信 息 学 院 , 徽 合 肥 2 0 0 ;. 山 学 院 信 息 工 g 学 院 , 1 合 安 3 0 9 2黄 - 安徽 黄 山 2 5 2 ) 4 0 1  摘  要 : 片上 系统发 展 到 片上 网络 阶段 , 能耗 问题 已经成 为 片上 网络技 术 的重要 约 束 。在 片上 网络 映射  中应 用 了生物仿 生算 法一 蚁 群优 化 算 法使 系统 能耗 达到优 化 . 实验 表 明蚁 群优 化 算 " i f 好 的局 部搜 索   ̄ gr 较 l 算法 可 以很 快地 收敛 , 对不 同的 应 用 , 以减 少 1 %一 0 针 可 5 4 %的 通讯 能耗 。   关键 词 : 上 网络 ;, 片 4 生优 化算 法 ; 5 - 蚁群 优化 算 法 ; 讯 能耗  通 中图分 类号 :P 0 . T 31   6 文献 标识 码 :   A 文章 编 号 :6 2 4 7 2 1 )5 0 3 — 6 17 - 4 X( 10 — 0 0 0   0 t n l Te h oo y Ro d p f r S mio d cos 国  i a  c n lg   a ma   o   e c n u tr. o 际 半 导体 技 术路 线) 预测 , 2 1 到 0 2年 , 单个 芯 片 上的  晶体管 数 目将 超 过 4 亿 个 , 5 因此面 积 和 能耗 问题 必  随 着 半 导体 工 艺技 术 步 入纳 米 阶 段 , 在单 一 芯  片 中 集 成 上 亿 晶 体 管 已 经 成 为 现 实 , 片 上 系 统  (o 的发 展 已经进 入极 其迅 速 的时 代 。按 照 不 同  S C) 的片 上 互 连 方 式 , 多核 S C 可 分 为 两 大 类 : 统 基  o 传 于 总线 的互连 和基 于 网络 的互 连 。前者 是现 有 S C o  将 成 为 No C设计 的重要 约束 。   本 文从 No 的映 射 问题 出 发 ,引入 生 物 仿 生  C 算法 的蚁 群 优化 算 法 。给 定 应 用特 征 图和 No C拓  扑 结 构 图 的基 础 上将 应 用 特 征 图 中 的每 个 处 理 单  元 分配 到 No 的资 源节 点 上 ,并 且 使 整 个 系 统 的  C 通 讯能 耗最 小 。   2 N C 设 计    o 的扩 展 . 过 多总 线 及层 次 化 总线 等 技 术 使 得 片 上  通 集 成 更 多 的 处 理 器 核 ,从 而 实 现 高 复 杂 度 和 高性  能 , 后 者 是近 些年 提 出 的崭 新 的 概 念 , 多 处理  而 即 器 核 之 间 采 用分 组 路 由 的方 式进 行 片 内通信 , 而  从 克服 了 由总线 互 连 所带 来 的 各 种瓶 颈 问题 , 种 片  这 内 通 信 方 式 称 为 片 上 网 络 ( t r  n a C i , Newok o     hp  在典 型 的多 处理 器 系统 中 , 计 流程 包 括 两个  设 重 要 步 骤 : 务 分 配 ( s  sg me t 任 务 调 度  任 Ta A s n n) k i 和 ( s c e uig。在 给 定任 务 图 、 Ta sh d l ) k n 设计 约 束 ( 行 时  执 间和 功耗 等 ) I 和 P库( 理 单元) 处 的基 础 上 , 首先 将 每  个任 务分 配 到 合适 的处理 单 元 上 , 一 步 称 为 任 务  这 分 配 :然 后 安 排 每个 处 理单 元 上 的 任 务 执行 顺 序 ,   No ) 自从 No C。 C概 念 在 2 0 0 0年 第 一次 被提 出 , 经  过 1 的发 展 , 0年 已经进 入技 术 逐 步成 熟 的阶段 。   No C在 集 成 电路 芯 片 的 设 计 中引 入 网 络 通讯  的思 想 ,但 是 No 与计 算 机 网 络还 是 有着 很 大 的  C 区 别 。 算 机 网络 注 重 延时 问题 , No 的最 终 目 计 而 C   这 一 步 称 为任 务调度 。但 是 , 于 No 设计 而 言 , 对 C   还 需 要 增 加 两 个 步 骤 : 射 ( p ig 和 路 径 分 配  映 mapn ) ( uig p t  l ct n。映 射 决定每 个 处理 单 元 在  r t   a a oa o ) o n h l i 的 是 为 了 更 好 地 在 单 芯 片 上 实 现 更 大 规 模 的 电 路  集成。No C的电路规楦 常巨大 ,据 I RS ( t n-  P T   I e a  nr 收 稿 日期 : 0 1 0 - 9 2 1 - 3 2  基金项 目: 山学院 自然科 学研 究项 目(0 1 ko 8; 山学院教学研究项 目(0 0XY 1) 黄 2 1 xj0 )黄 2 1J J7  作 者 简 介 :  ̄ 17 - , 徽 绩 溪人 , 山 学院 信 息 工 程 学院 讲 师 , 士 , 究 方 向为 嵌 入 式 系 统 综合 与 测试 、 算机 控 制 ; 胡q (9 8 ) 安 黄 硕 研 计   欧 阳一 呜 (9 3 ) 南 隆 回 人 , 肥 工 业 大 学计 算 机 与 信 息 学院 教 授 , 究方 向 为嵌 入 式 系统 综合 与 测

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