[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

摘要

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。

主权项

1.一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，其特征在于，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；步骤二：在考虑制程变异的前提下对任务、任务完成状态、PE、功耗、温度、热点数及热点时间进行建模，实现将功耗模型、温度模型以及MPSoC平台的制程变异信息的整合，并自动将TAS映射实例转化成相应的可执行NPTA模型；同时自动生成后台配置，提供给各个模型访问；步骤三：将用户给定的MPSoC设计约束转化成属性查询语句，使用UPPAAL‑SMC作为查询引擎对NPTA模型进行随机性模拟，生成统计结果数据；步骤四：分析统计结果数据，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，若不满足则进行参数调优，修改任务分配方式和调度策略，找出最优解；其中：所建温度模型负责监控PE的实时温度，每个PE对应一个温度模型；温度模型根据PE的运行状态调用后台配置中的函数实时更新PE温度；所述对热点数及热点时间进行建模是建立热点监视器模型和热点计时器模型，热点监视器模型和热点计时器模型实现了热点统计功能。热点监视器模型统计MPSoC的热点数量；当超过温度阀值的PE数量不为0时，即认为该MPSoC出现热点；热点计时器模型负责统计MPSoC出现热点的时间；所述MPSoC平台的设计信息包括带任务执行信息的任务图DAG以及MPSoC的平台规格信息；所述TAS映射实例由改变任务与MPSoC平台间的映射关系以及采用不同的调度策略生成；所建的任务模型中所有任务拥有相同的行为模式；该模型会将整个NPTA模型的数据结构进行初始化，其中任务图中的第一个任务会将与时间和功耗相关的PE的制程变异信息初始化；任务在“接收”状态将接收该任务所有前驱节点的任务完成情况通知；当任务所有的前驱节点任务完成之后，模型将跳转到“运行”状态，将任务发送到PE上并通知相应PE；当任务完成之后，模型跳转到“结束”状态，并通过“发送”状态通知该任务的所有后继节点该任务已经完成；所述对任务完成状态进行建模是建立任务监视器模型，任务监视器模型用于监控任务的执行情况；根据DAG图的语义，当某几个的任务执行完成时，判断所有的任务都已完成；当所有任务完成时，任务监视器模型向功耗模型、温度模型及热点计时器模型发送所有任务结束的通知；所建PE模型中所有PE拥有相同的行为模式；每个PE维护一个任务队列，按顺序保存并执行已经就绪的任务；任务实际执行时间与后台配置中的制程变异信息有关，即服从后台配置中的概率分布；所述PE模型通过同步信号向任务模型、功耗模型、温度模型发送通知以更新各自的状态；所建功耗模型负责监控整个系统的实时功率消耗，并计算累计的能量消耗；其中，功耗模型在“等待”状态下更新系统功率，并根据当前功率计算系统的能量消耗情况；所述参数调优的具体实现方式为：通过修改任务与PE的映射关系或者修改MPSoC平台规格得到不同的任务映射方案，使用UPPAAL‑SMC进行属性查询，根据生成的结果对不同的映射方案进行评估，选择满足设计约束的任务分配方式；或者采用不同的调度策略，得到不同的TAS解决方案，对UPPAAL‑SMC查询生成的结果进行分析，帮助MPSoC设计者选择出满足设计约束的最优调度策略。