[发明专利]一种基于改进模拟退火算法的片上网络映射方法

摘要

本发明公开一种基于改进模拟退火算法的片上网络映射方法，首先通过KL二分算法进行IP核到片上网络节点的映射，并将其作为模拟退火算法的初始化映射，这样就增大了模拟退火算法得到更接近最优解的解决方案的概率，然后在进行模拟退火算法，并且在模拟退火算法的迭代过程中增加记忆功能，将当前最好的状态记忆下来，以避免遗失当前最优解，从而求出全局近似最优解。通过所述映射方法，使系统的功耗得到优化。

主权项

1.一种基于改进模拟退火算法的片上网络映射方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立功耗优化模型，根据公式①得到单位数据从路由节点i传输到路由节点j所产生的功耗

其中，n_i,j表示单位数据在传输过程中所经过的路由节点的个数，E_Rbit表示路由节点内部所产生的功耗，E_Lbit表示单位数据通过网络中通信互联链路所产生的功耗，进而可以根据公式②得出从路由节点i到j之间通信所产生的功耗E_i,j，

其中v_i,j代表路由节点i与j之间的通信量，

最后，可以根据公式③得出系统的总功耗E_total。

其中，i，j表示路由节点，R表示节点集合；

步骤2，使用KL二分算法进行IP核到片上网络节点的初始化映射，KL二分算法的具体流程为：

1.将任务通信图中的所有子任务看成是一个节点集合；

2.对该集合进行划分操作，划分操作的步骤如下：

1)随机地将集合划分为两个包含相同节点个数的子集合a和b；

2)分别计算子集合a和b的内部通信代价和外部通信代价；

3)交换子集合a和b中的节点，直到找到一种划分，使得内部和外部通信代价之差最大；

3.对生成的新集合迭代地进行划分操作，直到每个划分后的子集合中只有2个子任务；

4.将最终得到的集合组作为片上网络的初始化映射方式；

步骤3，根据步骤1和步骤2所得结果，进行改进模拟退火算法，改进模拟退火算法在NoC映射中的具体流程：

1)按KL算法的结果进行初始化映射，以及对算法参数进行初始化；

2)计算当前映射总功耗值，并将其记录下来，作为当前最优解；

3)对映射结构进行随机扰动；

4)计算新映射总功耗值；

5)计算新老功耗的差值，若新功耗优于旧功耗，则用新功耗代替旧功耗，否则以一定的概率接受新映射结果；并且比较当前最优解和新映射总功耗值，若新功耗值优于当前最优解，则将当前最优解更新为新功耗值；

6)按照初始化时的迭代次数重复进行3)到5)步，直到达到迭代次数，再执行7)；

7)温度下降，判断温度是否达到停止温度，若没有则重新跳至步骤3)，否则停止迭代，记录最终得到的功耗值；

8)模拟退火算法结束后，将最终得到的功耗值与当前最优解进行比较，若当前最优解的值优于最终得到的功耗值，则将当前最优解作为全局近似最优解。最终，得到系统的近似最优功耗值。

2.如权利要求1所述的基于改进模拟退火算法的片上网络映射方法，其特征在于，步骤2中分别计算子集合A和B的内部通信代价和外部通信代价如下；

计算公式为：

其中，I_a，I_b表示集合A，B的内部通信代价，E_a，E_b表示集合A，B的外部通信代价，v_i，v_j表示子任务节点，w(v_i，v_j)表示节点v_i到v_j的通信代价。

3.如权利要求2所述的基于改进模拟退火算法的片上网络映射方法，其特征在于，步骤2中)交换子集合A和B中的节点，直到找到一种划分，使得内部和外部通信代价之差最大，其通信代价之差D由公式④计算，

D＝I_a+I_b‑(E_a+E_b)   ④