[发明专利]一种面向异构MPSoC系统的热感知及低能耗任务调度方法

权利要求书

1.一种在面向异构MPSoC系统的热感知及低能耗任务调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：将支持多个频率的异构多处理器转换为仅支持一个固定频率的虚拟多处理器模型，从而减少优化的一个维度；

步骤2：使用启发式算法将具有依赖关系的任务分配到虚拟处理器上；

步骤3：计算当前任务分配下系统的峰值温度；

步骤4：计算当前任务分配下该任务的完成时间；

步骤5：验证此次任务分配是否满足任务截至期限、任务依赖关系以及系统峰值温度的约束条件，若不满足则结束本次任务调度并转步骤2，若满足则对任务进行调度并转步骤6；

步骤6：更新未分配任务队列、已分配到每个虚拟处理器的任务队列以及每个虚拟处理器的任务执行时间；

步骤七：分配结束；其中：

所述步骤1具体包括：

步骤A1：表示出MPSoC系统中M个处理器的所有频率：

P＝{P₁,P₂,…,P_M}

其中：P为所有处理器的集合，M为处理器的个数，P_M为第M个处理器，为处理器P_M的第x_M个频率，集合a包含了MPSoC系统中所有处理器的所有频率；

步骤A2：将集合a中的功耗参数与虚拟多处理器之间建立一对一的关联，并且虚拟处理器按其功耗因子的升序排列：

θ＝{θ₁,θ₂,…,θ_l,…θ_χ}

θ_l＝{v_l,f_l}

其中：χ为转换之后的虚拟处理器个数，θ为转换之后的虚拟处理器集合，θ_l为第l个虚拟处理器，v_l为虚拟处理器θ_l的电压，f_l为虚拟处理器θ_l的频率；

所述步骤3具体包括：

步骤C1：计算当前时刻t的静态能量消耗：

其中：α_m和γ_m都是处理器P_m的非负架构相关常量，v_m,k是处理器P_m第k个电压等级，T_m(t)为t时刻处理器P_m的工作温度；

步骤C2：计算当前时刻t的动态能量消耗：

其中：μ_i是任务τ_i的活跃参数，δ_m是一个非负常数，取决于处理器P_m的体系结构，f_m,k为处理器P_m第k个频率等级；

步骤C3：根据处理器时刻t的能量消耗、初始温度、环境温度、瞬时温度、热阻和电容对处理器温度进行建模：

其中：R和C是与硬件有关的热阻和电容，Pow(t)是步骤C1中计算的静态能量和步骤C2中计算的动态能量之和，T^amb是环境温度，T(t)是t时刻的处理器温度；

步骤C4：计算时刻t的处理器温度：

步骤C5：计算任务执行期间的处理器峰值温度：

其中：为时隙D中处理器的峰值温度，T(t)是时刻t处理器的瞬时温度，由步骤C4得到。

2.如权利要求1所述的任务调度方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤B1：对不具有依赖关系的任务按照功耗因子进行非增排序；

步骤B2：使用拓扑排序算法对依赖任务按照任务优先约束进行排序；

步骤B3：将具有最大功耗因子的任务分配给具有最小功耗因子的虚拟处理器。

3.如权利要求1所述的任务调度方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

步骤D1：将当前调度任务加入虚拟处理器任务队列；

步骤D2：计算在此虚拟处理器队列中该任务的完成时间。