[发明专利]制程变异下温度感知的MPSoC任务分配及调度策略的评估方法

说明书

本发明公开了一种制程变异下温度感知的MPSoC任务分配及调度策略的评估方法，包括以下步骤：根据MPSoC平台设计信息及任务分配和调度策略，生成TAS映射实例；将功耗模型、温度模型以及MPSoC平台制程变异信息整合并建模，转化TAS映射实例为相应的可执行NPTA模型，同时生成后台配置，提供给各个模型访问；将用户给定MPSoC设计约束转化成属性查询语句，对NPTA模型进行随机性模拟，生成统计结果数据并分析，评估当前任务分配和调度策略是否满足设计约束，若满足则从中选出最优解，若不满足则修改任务分配方式和调度策略，找出最优解。本发明可以准确地反映受温度影响的任务分配与调度实例在制程变异下的性能产出，帮助MPSoC的设计者在设计时选择最优的任务分配及调度策略。

技术领域

本发明涉及一种制程变异下MPSoC（多核片上系统）任务分配及调度策略的评估方法，尤其涉及一种温度感知的带有制程变异的MPSoC任务分配及调度策略的评估方法。

背景技术

近年来，片上系统（System-on-a-chip，SoC）以其高集成度，体积小，低功耗的特点在嵌入式领域得到了广泛的运用。而各个应用行业的不断发展对嵌入式电子产品的功能和性能也提出了更高的要求，多核片上系统（Multiprocessor System-on-a-chip，MPSoC）由此而产生，成为了片上系统的发展趋势。

随着工艺的不断进步，芯片单位面积上集成的晶体管数量也呈指数增长，这使得整个芯片的功耗剧烈增加，同时也带来了芯片温度过高的问题。高温会使芯片的性能下降，加速芯片的老化，带来许多问题，因此芯片的温度及功耗控制成为了当前的研究热点。

制程变异（Process Variation）是集成电路在制造的过程中晶体管的属性（长，宽，栅氧化层厚度等）自然发生的变化。当工艺发展到较小的节点（小于65nm）时，制程变异给芯片带来的影响越发明显，因此制程变异成为了集成电路芯片性能提升的瓶颈之一。即使是完全相同环境下生产出的MPSoC，在性能上也会存在着微小的差别，而过高的温度会将MPSoC间的微小差别放大，对性能和功耗产生显著的影响，被放大的不确定性会使得MPSoC的表现不符合设计者的预期，加大芯片设计者的设计难度。

在MPSoC的设计中，合理的任务分配与调度（Task Allocation and Scheduling，TAS）能够在满足设计约束（如响应时间，峰值温度，能量消耗等）的条件下提升处理单元（Processing Elements, PEs）的利用率。然而，制程变异的存在使得MPSoC的设计约束并不能轻易达到，传统的用来产生可行解的最坏时间分析法已不再适用。由于时间延迟、功率、温度等相关变化带来的复杂性，对于MPSoC的设计者来说，很难决定在特定的约束条件下，哪种任务调度策略更好。因此，为了保障调度算法的性能产出（Performance Yield），对不同任务分配以及调度策略进行定量分析评估和比较成为了重要的问题。

构建一套制程变异下温度感知的MPSoC任务分配及调度策略的评估方法，能帮助MPSoC设计者们在芯片设计时作出正确的决策。

发明内容

本发明的目的是为了弥补当前在制程变异下考虑温度影响的MPSoC任务分配和调度策略的评估方面的空白，提供了一种制程变异下温度感知的MPSoC任务分配和调度策略的评估方法，实现了自动将任务分配及调度策略转化为模型的过程，并可以给出对模型进行属性查询的结果，从而实现对制程变异下不同的任务分配及调度策略的评估选择。

本发明的目的是这样实现的：

一种制程变异下温度感知的MPSoC任务分配及调度策略的评估方法，特点是该方法包括以下步骤：

步骤一：结合MPSoC平台的设计信息，在不考虑制程变异信息的情况下根据任务分配和调度策略计算出所有可能的TAS映射解决方案并生成TAS映射实例；