高可靠性并行異構(gòu)多核系統(tǒng)的優(yōu)化與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-05-24 05:53
在硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,高可靠性、高性能、低成本是三個(gè)非常重要但相互沖突的需求。為了解決高性能和低成本之間的沖突,異構(gòu)多核系統(tǒng)如異構(gòu)多處理器片上系統(tǒng)(MPSoC)被廣泛采用。為了提高系統(tǒng)的可靠性并盡可能保持系統(tǒng)的性能,輕量級(jí)容錯(cuò)技術(shù)如檢查點(diǎn)恢復(fù)技術(shù)被廣泛采用,它通過載入“檢查點(diǎn)”中存儲(chǔ)的正確信息將系統(tǒng)從錯(cuò)誤狀態(tài)中恢復(fù)。雖然檢查點(diǎn)恢復(fù)技術(shù)能在系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)大幅減少恢復(fù)所需要的時(shí)間,但由于系統(tǒng)需要隔一段時(shí)間制造“檢查點(diǎn)”,該技術(shù)會(huì)增加系統(tǒng)在無錯(cuò)誤時(shí)的運(yùn)行時(shí)間。此外,越來越多的系統(tǒng)采用新型的非易失性內(nèi)存(NVM)作為主存。NVM具有很多優(yōu)良的性質(zhì),但其寫入壽命有限。檢查點(diǎn)的存儲(chǔ)會(huì)造成NVM的寫入,這也是可靠系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮的問題。本文的目標(biāo)是針對(duì)特定應(yīng)用,采用檢查點(diǎn)恢復(fù)技術(shù)設(shè)計(jì)專用的高可靠性高性能系統(tǒng)。為了提高系統(tǒng)性能,本文采用了流水線并行技術(shù)。在這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,需要決定三個(gè)因素:(1)由于應(yīng)用中的任務(wù)數(shù)量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過系統(tǒng)能提供的計(jì)算資源(核心數(shù)),任務(wù)需要被分割成組,每一個(gè)分組對(duì)應(yīng)一個(gè)流水線階段,由一個(gè)核心來執(zhí)行,稱為“應(yīng)用分割”;(2)由于核心的異構(gòu)性,同一個(gè)任務(wù)在不同核心上的運(yùn)行時(shí)間...
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:55 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 多核系統(tǒng)與MPSoC
1.2.2 非易失性內(nèi)存
1.2.3 容錯(cuò)技術(shù)
1.3 研究目的與意義
1.4 本文研究?jī)?nèi)容與貢獻(xiàn)
1.5 本文組織安排
2 相關(guān)背景知識(shí)
2.1 多核處理器
2.2 非易失性內(nèi)存
2.3 流水線技術(shù)
2.4 檢查點(diǎn)恢復(fù)技術(shù)
3 系統(tǒng)模型與問題定義
3.1 應(yīng)用模型
3.2 架構(gòu)模型
3.3 應(yīng)用分割
3.4 核心分配
3.5 檢查點(diǎn)放置
3.6 系統(tǒng)代價(jià)
3.7 迭代周期
3.8 問題定義
3.9 本章小結(jié)
4 問題建模
4.1 應(yīng)用分割與核心分配
4.2 檢查點(diǎn)放置
4.3 時(shí)間約束
4.4 目標(biāo)函數(shù)
4.5 本章小結(jié)
5 最優(yōu)算法
5.1 定理
5.2 算法
5.3 本章小結(jié)
6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
6.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
6.3 執(zhí)行效率
6.4 解空間搜索能力
6.5 設(shè)計(jì)空間探索
6.6 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
B.作者在攻讀學(xué)位期間內(nèi)參加的科研項(xiàng)目
C.作者在攻讀學(xué)位期間所獲獎(jiǎng)勵(lì)目錄
本文編號(hào):3203670
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:55 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 多核系統(tǒng)與MPSoC
1.2.2 非易失性內(nèi)存
1.2.3 容錯(cuò)技術(shù)
1.3 研究目的與意義
1.4 本文研究?jī)?nèi)容與貢獻(xiàn)
1.5 本文組織安排
2 相關(guān)背景知識(shí)
2.1 多核處理器
2.2 非易失性內(nèi)存
2.3 流水線技術(shù)
2.4 檢查點(diǎn)恢復(fù)技術(shù)
3 系統(tǒng)模型與問題定義
3.1 應(yīng)用模型
3.2 架構(gòu)模型
3.3 應(yīng)用分割
3.4 核心分配
3.5 檢查點(diǎn)放置
3.6 系統(tǒng)代價(jià)
3.7 迭代周期
3.8 問題定義
3.9 本章小結(jié)
4 問題建模
4.1 應(yīng)用分割與核心分配
4.2 檢查點(diǎn)放置
4.3 時(shí)間約束
4.4 目標(biāo)函數(shù)
4.5 本章小結(jié)
5 最優(yōu)算法
5.1 定理
5.2 算法
5.3 本章小結(jié)
6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
6.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
6.3 執(zhí)行效率
6.4 解空間搜索能力
6.5 設(shè)計(jì)空間探索
6.6 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
B.作者在攻讀學(xué)位期間內(nèi)參加的科研項(xiàng)目
C.作者在攻讀學(xué)位期間所獲獎(jiǎng)勵(lì)目錄
本文編號(hào):3203670
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