基于模型的异构多核嵌入式系统开发研究

来源 :上海大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:xiezhen120
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伴随集成电路工艺的不断进步以及处理器体系的发展,异构多核处理器在嵌入式领域广泛应用并成为设计的主流体系结构,与单核平台上软件开发不同,应用任务需要合理划分和并行性调度到恰当的核上执行,实现资源的最佳化配置。异构多核软件面临巨大挑战,迫切需要相应开发方法的指导和开发工具的支持。传统的以编程为中心的方法难以满足市场对开发效率和质量的要求,基于模型的开发体现了嵌入式领域的现代设计思想和方法,是当前在异构环境中设计复杂软件的有效途径,对其深入研究具有重要的理论和实际意义。论文针对领域应用的异构多核处理器,紧密围绕基于模型的嵌入式系统开发这一主题进行各阶段的探索、研究和开发,同时完成必要的创新性工作。所开展的工作和取得的成果主要体现在以下四个方面:1提出基于模型的异构多核嵌入式系统开发方法。结合异构多核特性和嵌入式软件开发模式的特点,提出从任务划分、目标平台与应用建模、任务映射、模型编译到最终代码生成的开发方法。克服了多核并行开发的复杂性,提高了软件开发效率和软件可靠性。2构建基于模型的异构多核开发环境。设计实现了模型化、可视化集成开发环境MV12-ModelIDE,其中模型编辑器MV_Modeling实现应用需求基于嵌入式实时操作系统的抽象建模和架构建模描述,任务分配器MV-Mapping实现DAG任务模型到异构多核平台的最优分配和调度仿真,模型编译器MV-Compilation则根据既定转换规则实现模型到代码的自动生成,汇编器MV-Assembler针对MV10从核实现了包括定制指令的汇编源程序准确和快速编译。3提出一种求解异构多核DAG任务分配与调度问题的改进离散粒子群优化算法。以任务高度和粒子的运动位置作为优先级构造调度队列,采用基于插入的原则选择调度列表中首个任务具有最小累计EFT的处理器核作为任务分配对象,使任务集有序并行运行达到最小完成时间和最大加速比,充分发挥异构多核高性能特性。4将上述方法和技术在MV12异构多核处理器及汽车车身控制网络实验平台实施和验证后,结果证明所研究的方法与技术正确有效。课题研究所取得的成果可推广应用于其它嵌入式多核处理器上。
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