[发明专利]一种温度均衡的三维片上网络核映射方法与系统

权利要求书

1.一种温度均衡的三维片上网络核映射方法，其特征在于包括如下步骤：

1)输入片上网络系统中各IP核的通信关系图以及片上网络体系结构图，以节点温度方差为优化模型，采用基于遗传算法的映射方法，获得IP核在三维片上网络系统中的一种优化布局结果；

所述温度方差模型为取片上网络系统中前m个节点的温度与所有节点平均温度的差值平均数，由下式表述：

σm=1mΣi=1m(Thi-Thavg)2]]>

遗传算法采用的适应度函数为：min{σ_m}；

其中，Th_i为在三维片上网络系统中各节点温度按从高到低排序后，第i位的节点温度；Th_avg为三维片上网络系统中所有节点的平均温度；m值小于等于节点总数目；

2)由映射结果确定片上网络体系结构的源与目的节点通信对，将建立的通信关系输入至片上网络仿真器配置文件中，由Nirgam加载配置信息，进行片上网络系统建模与仿真，以获得各节点的功耗、网络通信延时、吞吐量信息；

3)将系统各节点功耗轨迹及映射的布局结果输入Hotspot温度模型，获得芯片各层的温度分布；

4)判断当前的映射布局结果是否满足优化目标和设计约束条件，若满足则输出映射结果，若不满足，则调整第一阶段采用适应度函数中的m值，回到第一阶段重新产生一种映射布局，再重复继续上述两个阶段，直到获得符合需求的最优映射布局结果。

2.如权利要求1所述的温度均衡的三维片上网络核映射方法，其特征在于基于遗传算法的映射方法主要包含如下四个步骤：

(1)产生初始种群，初始种群由随机生成的染色体集组成，每个染色体用整数编码，其长度等于IP核的通信关系图中的顶点的个数，即所要映射的IP核数目，染色体中的每个基因表示一个IP核在片上网络体系结构中的位置布局，生成初始种群时，基因值对应于从片上网络体系结构图中随机选取的顶点标号；

(2)通过适应度函数评估种群中每个染色体的适应度；

(3)应用选择、交换、变异三个遗传算子生成新一代种群；

(4)重复步骤(1)～(3)，直到达到最大迭代次数或每代优化的温度分布不再变化。

3.如权利2所述的温度均衡的三维片上网络核映射方法，其特征在于，生成新一代种群的具体方法是：

根据适应度，从原种群中选择两个父个体；用改进的顺序交换法，以一定交叉概率把父个体交叉形成新的个体；再以一定的变异概率，采用对换变异法，随机选择交叉生成新的个体中两个交换点，使交换点处的码值交换，生成新的子个体，从而形成新一代种群。

4.一种实现权利要求1所述温度均衡的三维片上网络核映射方法的系统，其特征在于该系统包括以下模块：

(1)用于输入与保存各IP核的通信关系图以及片上网络体系结构图的模块；

(2)用于将IP核映射至三维片上网络系统的模块；

(3)用于三维片上网络性能仿真和温度分析的模块；

(4)用于判断映射布局结果是否满足优化目标和设计约束条件的模块；

(5)用于根据映射布局判断结果调整适应度函数的模块；

(6)输出映射布局最终结果的模块。