[发明专利]一种软硬件协调处理的局部动态可重构系统能量管理方法

摘要

本发明涉及一种软硬件协调处理的局部动态可重构系统能量管理方法。现有的可重构系统能效比较大。本发明方法首先对应用按功能模块进行任务划分，并建立相应的建立软件任务和硬件任务；其次获取软件、硬件任务处理的功耗、软件、硬件任务处理的时间及硬件任务配置时间，根据局部能量最优原则来选择软件和硬件任务；然后根据任务之间关系约束构建应用的有向无环图并计算任务优先级；最后协调处理软件和硬件任务。本发明方法可将在动态部分可重构系统上运行的包含多个任务的应用实例实现能量的有效管理，从而使动态部分可重构系统处理应用实例降低能量的开销。

主权项

一种软硬件协调处理的局部动态可重构系统能量管理方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤(1)对应用按功能模块进行任务划分，形成R1、R2、R3……Rn共计n个划分，各个划分实现不同的功能；步骤(2)对n个划分R1、R2、R3……Rn建立软件任务和硬件任务，Ri对应的软件任务和硬件任务具有相同的实现功能，但处理所需的能量开销不一样；软件任务记为：Ts1、Ts2、Ts3……Tsn；硬件任务记为：Th1、Th2、Th3……Thn；步骤(3)获取软件、硬件任务处理的功耗、软件、硬件任务处理的时间及硬件任务配置时间；1.获取软件任务处理的功耗，软件任务处理的功耗由CPU运行时的功耗Pm和系统的静态功耗Ps组成；2.获取各硬件任务处理功耗Ph1、Ph2、Ph3……Phn；Phi定义了处理任务Thi的局部配置区的功耗；3.获取各硬件任务的配置时间tc1、tc2、tc3……tcn；4.获取各硬件任务处理时间thw1、thw2、thw3……thwn；5.获取软件任务处理时间tsw1、tsw2、tsw3……ttsn；步骤(4)对R1、R2、R3……Rn根据局部能量最优原则来选择软件和硬件任务；所述的局部能量最优原则为：如果(Pm+Ps)×tswi≥(Phi+Ps)×(tci+thwi)，选择硬件任务Thi来处理Ri划分；如果(Pm+Ps)×tswi＜(Phi+Ps)×(tci+thwi)，选择软件任务Tsi来处理Ri划分，其中1≤i≤n；步骤(5)根据任务之间关系约束构建应用的有向无环图，该有向无环图有一个入口任务；任务之间关系约束为G，G＝(Ti，Eij)，其中Ti为划分的软件任务或硬件任务，Eij为有向无环图中Ti到Tj的边，Ti又记为Tj直接前驱任务，Tj记为Ti直接后继任务；步骤(6)计算任务优先级；计算规则为：①包含Ti路径的所有前驱任务处理完毕后，才将Ti放入就绪列表中，等待调度；②软件任务和硬件任务按硬件任务优先原则调度就绪列表中任务；③硬件任务之间按执行时间长的优先调度和退避原则；步骤(7)协调处理软件和硬件任务，具体方法为：a.初始化动态部分可重构够系统，调用步骤(4)；b.调用步骤(5)，执行入口任务；c.更新任务就绪列表中任务的优先级，来维护就绪的任务；d.检查当前微处理器是否空闲，如果当前微处理器为空闲，则执行步骤e；如果当前微处理器为忙碌，则继续执行本步骤；e.调用步骤(6)，调度并执行就绪表中优先级最高的任务，然后从就绪表中删除该任务；f.如果步骤e中优先级最高的任务是硬件任务Thi，则判断当前PRR区硬件资源是否正在运行，如果当前PRR区硬件资源正在运行，则从就绪表中添加Ti跳转至步骤c，否则配置硬件资源配置；然后执行步骤h；g.如果步骤(5)中优先级最高的任务是软件任务Tsi，则处理软件任务Tsi；处理完毕后执行步骤h；h.判断是否加载后续任务到就绪列表：Ti有直接后继任务，则加载直接后继任务到就绪列表中，跳转至步骤c；Ti无直接后继任务，执行步骤i；i.判断就绪表是否为空：就绪列表不为空，跳转至步骤d；就绪列表为空，执行步骤j；j.应用的所有任务处理完毕。