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基于3D碎裂度布局策略的可重构硬件任务调度算法

徐金甫 刘露 李伟 南龙梅

徐金甫, 刘露, 李伟, 南龙梅. 基于3D碎裂度布局策略的可重构硬件任务调度算法[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(8): 2020-2027. doi: 10.11999/JEIT171205
引用本文: 徐金甫, 刘露, 李伟, 南龙梅. 基于3D碎裂度布局策略的可重构硬件任务调度算法[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(8): 2020-2027. doi: 10.11999/JEIT171205
Jinfu XU, Lu LIU, Wei LI, Longmei NAN. Reconfigurable Hardware Task Scheduling Algorithm Based on 3D Fragmentation Layout Strategy[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2018, 40(8): 2020-2027. doi: 10.11999/JEIT171205
Citation: Jinfu XU, Lu LIU, Wei LI, Longmei NAN. Reconfigurable Hardware Task Scheduling Algorithm Based on 3D Fragmentation Layout Strategy[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2018, 40(8): 2020-2027. doi: 10.11999/JEIT171205

基于3D碎裂度布局策略的可重构硬件任务调度算法

doi: 10.11999/JEIT171205
基金项目: 国家自然科学基金(61404175)
详细信息
    作者简介:

    徐金甫:男,1965年生,教授,硕士生导师,研究方向为专用集成电路设计

    刘露:男,1992年生,硕士,研究方向为专用集成电路设计

    李伟:男,1983年生,副教授,硕士生导师,研究方向为安全专用芯片设计

    南龙梅:女,1981年生,讲师,研究方向为安全专用芯片设计

    通讯作者:

    李伟  liulu13213238773@163.com

  • 中图分类号: TP316.4

Reconfigurable Hardware Task Scheduling Algorithm Based on 3D Fragmentation Layout Strategy

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61404175)
  • 摘要: 现有硬件任务调度算法任务描述不完善且忽视时间维上紧凑性。该文考虑任务下载时间、完善任务属性,以器件2维资源与时间建立3维资源模型,将任务布局问题抽象成特殊的3维空间放置问题,在此模型上分析出现有算法不能克服任务不可预知性和资源占用多变性,导致调度成功率和资源利用率低。针对此问题,该文提出了一种3维可重构任务调度算法3D_RTSA。设计并实现了基于任务紧迫度的调度策略和基于3D碎裂度的布局策略。与其他4种算法实验对比结果表明,在重负载、小任务C30情况下,3D_RTSA调度成功率比GC, Look-aheadest, SPSA, DTI算法分别高3%, 21%, 28%, 35%左右;在轻负载、大任务C50情况下,资源利用率比Look-aheadest, SPSA算法分别高5%, 18%左右,且该文算法时间复杂度并未增加。
  • 图  1  硬件任务调度系统结构模型

    图  2  任务块在3维空间布局示意图

    图  3  3种情况调度结果对比图

    图  4  文献[14]的优先级调度策略实例

    图  5  3D_RTSA算法流程

    图  6  前后硬件任务相对放置位置情况

    图  7  双任务布局时3D碎裂度计算模型

    图  8  深度优化布局必要性分析

    图  9  5种调度算法调度成功率对比

    图  10  3种调度算法资源利用率对比

    表  1  5种算法时间复杂度对比

    算法 调度算法复杂度 布局算法复杂度
    Look-aheadest O(E2R+G) O(E2R)
    DTI O(N) O(E+R)
    GC O(N(E+R)) O(E+R)
    SPSA O(R2) O(GR)
    本文 O(N) O(E+R)
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-21
  • 修回日期:  2018-05-18
  • 网络出版日期:  2018-06-06
  • 刊出日期:  2018-08-01

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