[发明专利]一种片上系统的启发式多电压分配方法

摘要

本发明公开了一种片上系统的启发式多电压分配方法，优点在于提出的方法基于启发式算法，兼顾了求解结果的质量和求解速度。其首先将所有电路宏模块的工作电压置为低电压，然后根据电路宏模块的扇入/扇出延迟裕量信息，绘制扇入/扇出延迟裕量曲线，通过搜寻曲线中的波峰和波谷，在算法迭代中选定若干电路宏模块升高其工作电压，当片上系统的时序约束得到满足后，算法终止并输出当前多电压分配结果。相比于传统的整数线性规划多电压分配方法，本发明方法以较小的求解质量代价，能有效加快多电压分配速度，丰富了片上系统多电压分配的自动设计优化方法，又降低了设计成本。通过实例验证，本发明方法得到的CPU求解时间得到有效降低。

主权项

一种片上系统的启发式多电压分配方法，其特征在于包括以下步骤：步骤①：片上系统由多个电路宏模块组成，电路宏模块之间采用互连线进行连接，互连线数目为Nwires，定义WRslack(u,v)是连接电路宏模块sbu和sbv的互连线的线延迟裕量，计算公式如下：WRslack(u,v)＝trv‑duv‑tau   (1)其中trv为电路宏模块sbv的要求到达时间，duv为连接电路宏模块sbu和sbv的互连线的延迟，tau为电路宏模块sbu的到达时间；计算机读入和分析用户提供的片上系统布局信息、时延约束信息、电路宏模块的坐标信息及工作在高电压和低电压时的“时延‑功耗”信息；定义Flag是真假标志位，当Flag＝FALSE表示假，当Flag＝TRUE表示真，令Flag＝FALSE；步骤②：定义片上系统中所包含的电路宏模块集合为B，对于每一个电路宏模块sbi∈B，令其工作电压为低电压；步骤③：对片上系统进行静态时序分析，计算所有互连线的线延迟裕量，并计算线延迟裕量大于等于0的互连线数目Nlegal；步骤④：定义电路宏模块sbm有l个扇入电路宏模块，即{sbm1，sbm2，…，sbml}，则电路宏模块sbm的扇入延迟裕量计算公式如下：FINslack(sbm)=Σi=1i=lWRslack(sbmi,sbm)---(2)]]>定义电路宏模块sbn有k个扇出电路宏模块，即{sbn1，sbn2，…，sbnk}，则电路宏模块sbn的扇出延迟裕量计算公式如下：FOUTslack(sbn)=Σi=1i=kWRslack(sbn,sbni)---(3)]]>分别计算电路宏模块的扇入/扇出延迟裕量值，将电路宏模块按照拓扑排序，分别绘制扇入/扇出延迟裕量曲线；步骤⑤：在扇入/扇出延迟裕量曲线中寻找曲线的波峰和波谷，并分别将波峰和波谷所对应的电路宏模块存进集合P和Q；步骤⑥：遍历所有电路宏模块，对于每一个电路宏模块sbi，如果sbi∈P，令sbi为锁定状态；如果sbi∈Q，且不处于锁定状态，将电路宏模块存入队列U；步骤⑦：计算线延迟裕量大于等于0的互连线占总互连线的比率ratio＝Nlegal/Nwires；定义PER∈(0,1)是预定义的浮点小数，如果ratio>PER，则令Flag＝TRUE；如果Flag＝TRUE，则从队列U中选取唯一一个电路宏模块进行处理；如果Flag＝FALSE，则将队列U中所有电路宏模块进行处理；对于需要处理的电路宏模块sbi，首先搜索经过需要处理的电路宏模块sbi的关键路径，对于关键路径上的所有电路宏模块，如果其当前工作在低电压，且不处于锁定状态，按照如下公式计算成本：costselect=1ΔslackΔpower×weight---(4)]]>其中Δslack和Δpower分别表示需要处理的电路宏模块sbi的工作电压从低电压到高电压时所引起的延迟裕量增量和功耗增量，weight∈(0,1)表示用户定义的浮点小数，用来反映需要处理的电路宏模块sbi的权重；成本最小的电路宏模块被选取，令其工作在高电压；步骤⑧：如果当前时序约束已满足，则算法终止，输出当前电压分配结果；否则重复步骤③～⑧。