[发明专利]针对负载均衡的片上网络增量任务映射方法

说明书

本发明公开了一种针对负载均衡的片上网络增量任务映射方法，该方法首先输入原始功能映射到各PE上的负载信息和增量任务，在信息输入完毕后主要分为三个阶段进行增量映射，包括排序阶段、最大并行集任务分配和最终分配阶段。本发明通过对任务和PE分别进行优先级排序的方式分配任务使NoC平台资源利用得更加充分，并充分调度NoC平台的任务并行处理能力，提升NoC平台的任务执行效率，减小NoC平台上的核间通信，从而有效降低系统处理任务的延时和功耗。另外，本发明可以有效实现NoC平台的负载均衡，从而尽可能地防止拥塞，减少通信热点，对具体增量任务的分配和执行做出映射决定，从而使系统性能更加优良，充分发挥平台的潜能。

技术领域

本发明涉及增量任务映射领域，具体涉及一种针对负载均衡的片上网络增量任务映射方法。

背景技术

随着集成电路技术的快速发展，多处理器片上系统(Multi-processor System-on-Chip,MPSoC)将在单个芯片中集成数百个内核来提供高吞吐量、低延迟和低能耗从而满足各种实际功能需求。由于MPSoC传统的总线互联结构的总线负载增大以及网络通信性能降低，总线结构已经不再适用于多内核间的交互，因此借鉴计算机网络思路(参见“Mappingand scheduling techniques in NoC:A survey of the state of the art”，D.Belkebirand A.Zga，2019International Conference on Networking and Advanced Systems(ICNAS),2019,pp.1-6)，作为一种用于多核间高速通信的新技术，片上网络(Network-on-Chip,NoC)被提出用来满足MPSoC日益增长的通信需求。每个NoC以一种特别结构(典型的如2D-Mesh结构、Torus结构、树形等)的拓扑来将网格相互连接，每个网格由一个处理单元(processor element,PE)、一个路由器、网络交互接口(network interface,NI)和互连链路构成(参见“Research on Network-on-Chip Mapping for Power and DelayOptimization”，H.Zhao，Beijing Industry University,MA thesis,2019)。目前NoC技术广泛采用包含多个PEs系统的可调整通信结构，其中路由器和NI组成网络拓扑的底层通信结构，而NI的作用是将PE连接到网络并提取数据转换的接入点(参见“Using SmartRouting for Secure and DependableNoC-Based MPSoCs”，Fernandes,C.Marcon,R.Cataldo and J.Sepúlveda，IEEE/ACM Transactions on Networking,vol.28,no.3,pp.1158-1171,June 2020)。NoC任务映射(Task Mapping Problem,TMP)是为一组特定要求的任务找到合适的位置，即为每个任务找到其最适合的PE，其结果将极大地对网络性能和系统性能产生影响，因此任务映射是NoC设计的一个关键步骤(参见“Calazans andF.G.Moraes,Dynamic Task Mapping for MPSoCs”，E.L.d.S.Carvalho,N.L.V，IEEEDesignTest of Computers,vol.27,no.5,pp.26-35,Sept.-Oct.2010)。

随着人们对通信系统性能要求的日益增长，在NoC平台上需要运行更多的功能来满足人们的通信需求，从而充分发掘NoC的潜能、更加高效地处理通信信号，以便更好地为人们提供服务。增量任务映射就是在NoC平台上已有某功能的任务映射结果，需要在此基础上对新增功能的任务进行映射，且不影响原先已映射功能的执行及其性能，因而合理地应用增量任务映射对多个功能的执行能够发挥很好的作用。