動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)的任務(wù)在線放置和調(diào)度算法研究的開題報告

動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)的任務(wù)在線放置和調(diào)度算法研究的開題報告一、選題背景及意義隨著科技的不斷發(fā)展，片上系統(tǒng)（SystemonChip,SoC）在各個領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用，為了提高片上系統(tǒng)的設(shè)計效率和運行性能，其結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出“多核、異構(gòu)、可重構(gòu)”的趨勢。動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)是在硬件層面上針對特定應(yīng)用實時優(yōu)化的一種設(shè)計模型，其主要的特點是具有可重構(gòu)性、動態(tài)性和異構(gòu)性，適應(yīng)了計算機應(yīng)用中對動態(tài)性能適應(yīng)性的需求，從而提高了系統(tǒng)的靈活性、適應(yīng)性和性能。任務(wù)在線放置和調(diào)度算法是動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的是優(yōu)化動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)的性能和資源利用率。該算法通過選擇優(yōu)化目標，采取適當?shù)膯l(fā)式策略，將任務(wù)動態(tài)地映射到片上資源結(jié)構(gòu)，并有效地分配硬件資源。因此，研究動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)的任務(wù)在線放置和調(diào)度算法具有極其重要的意義。二、研究內(nèi)容和技術(shù)路線本文旨在研究動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)的任務(wù)在線放置和調(diào)度算法，具體研究內(nèi)容如下：1.研究動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)的硬件資源架構(gòu)，包括處理器、存儲器、網(wǎng)絡(luò)等部分，了解動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)的硬件組成結(jié)構(gòu)。2.分析任務(wù)在線放置和調(diào)度的優(yōu)化目標和約束條件，包括任務(wù)執(zhí)行時間、能耗、硬件資源利用率等因素。3.探究從任務(wù)到硬件資源的映射方案，并設(shè)計相應(yīng)的算法，通過數(shù)學(xué)建模和動態(tài)規(guī)劃等方法解決任務(wù)放置和調(diào)度的問題。4.基于實際應(yīng)用場景，開展實驗驗證算法的有效性和實用性，提出改進方案并進行分析。技術(shù)路線主要分為三個階段：第一階段：設(shè)計動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)的硬件資源架構(gòu)，并分析任務(wù)在線放置和調(diào)度的優(yōu)化目標和約束條件。第二階段：探究從任務(wù)到硬件資源的映射方案，并設(shè)計相應(yīng)的算法解決任務(wù)放置和調(diào)度的問題。第三階段：通過實驗驗證算法的有效性和實用性，并提出改進方案。三、預(yù)期成果本研究預(yù)期達成以下成果：1.深入了解動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)的硬件資源架構(gòu)和在線任務(wù)放置和調(diào)度的相關(guān)知識，掌握任務(wù)在線放置和調(diào)度算法設(shè)計和實現(xiàn)的技巧。2.設(shè)計和實現(xiàn)任務(wù)在線放置和調(diào)度算法，優(yōu)化動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)的性能和資源利用率，提高系統(tǒng)的靈活性、適應(yīng)性和性能。3.針對實際應(yīng)用場景，開展實驗驗證算法的有效性和實用性，提出改進方案并進行分析。四、研究計劃時間規(guī)劃如下：第一階段（1-3個月）：設(shè)計動態(tài)可重構(gòu)片上系統(tǒng)的硬件資源架構(gòu)，并分析任務(wù)在線放置和調(diào)度的優(yōu)化目標和約束條件。第二階段（4-9個月）：探究從任務(wù)到硬件資源的映射方案，并設(shè)計相應(yīng)的算法解決任務(wù)放置和調(diào)度的問題。第三階段（10-12個月）：通過實驗驗證算法的有效性和實用性，并提出改進方案。五、論文格式和參考文獻論文遵循學(xué)校發(fā)布的論文格式要求，參考文獻應(yīng)符合學(xué)術(shù)規(guī)范，其中包括以下幾篇文獻：1.Liang,X.,Zhang,Y.,Feng,X.,&Li,L.(2020).TaskSchedulingforDynamicReconfigurableSystemwithEnergyandTimeConstraints.IEEEAccess,8,124,843-124,855.2.Zhao,X.,Zhao,W.,Chen,J.,&Chen,L.(2021).ADynamicTaskSchedulingAlgorithmforReconfigurableMany-CoreProcessorinReal-TimeSystems.IEEETransactionsonIndustrialInformatics.3.Liu,Q.,Gan,Z.,&Jiang,M.(2019).Energy-EfficientTaskSchedulingwithVoltageScalingforDynamicReconfigurableComputingSystems.IEEETransactionsonIndustrialInformatics,16(10),6760-6771.4.Li,Y.,Xiang,Y.,Zheng,X.,Yu,H.,&Li,Y.(2020).Resource-ConstrainedandEnergy-EfficientDynamicTaskSchedulinginMulti-CoreSystem-on-Chips.