面向通信优化的MPSoC线程划分与线程迁移方法研究

摘要

多线程自动代码生成技术能够生成与不同的硬件架构和通信协议相适应的多线程软件代码，缩短基于MPSoC的并行软件开发周期，提高开发效率。
　　本研究引入基于Simulink模型的多线程代码生成平台——LESCEA，该平台首先进行功能建模与系统建模，在此基础上以能够准确描述应用功能与系统架构的CAAM模型为输入，为每个处理器生成可运行的多线程代码。
　　本研究针对自动代码生成过程中的关键环节:任务映射。在静态映射的基础上，提出线程迁移策略，并将其应用于LESCEA平台。该线程迁移策略综合处理器的执行效率与迁移开销两个因素，能够合理地选择线程迁移时机，维持处理器的负载平衡的同时避免线程过度迁移导致的性能损失，提高处理器的利用率。
　　为了适应线程迁移系统的特点，本研究提出了一种基于ILP的线程划分方法。与传统方法中首先将Simulink模型中的功能模块固定地映射到处理器上不同的是，本方法首先以最大程度地减少线程间通信为目标对应用进行线程划分，使线程可以方便地在处理器之间迁移的同时降低处理器的同步及通信开销。
　　实验结果表明，本研究提出的线程迁移策略与线程划分方法相结合并应用于LESCEA平台生成的多线程软件代码可以有效提高处理器利用率，降低系统的同步及通信开销，为改善系统性能提供切实有效的技术方法。

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致谢

摘要

插图和附表清单

1．绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 本文研究内容和主要创新点

1．3 本文结构

2．国内外研究现状

2．1 并行计算与多核架构

2．2 自动代码生成

2．3 任务映射

3．功能建模、系统建模与自动代码生成

3．1 功能模型——ACSM

3．2 硬件架构与系统模型——CAAM

3．2．1．硬件架构

3．2．2．系统模型——CAAM

3．3 自动代码生成

4．任务映射与线程划分

4．1 基于ILP的静态映射

4．1．1 任务映射

4．1．2 线程划分

4．2 面向通信优化的线程划分

5．线程迁移策略

5．1 影响因素分析

5．2 迁移算法

6．实验及结果分析

6．1 线程迁移实验

6．1．1 实验方法

6．1．2 实验结果

6．1．3．分析

6．2 阈值的选择实验

6．3 实验结论

7．总结与展望

7．1 全文总结

7．2 未来工作展望

参考文献

作者简历

作者攻读硕士学位期间取得的科研成果