隨著VLSI技術(shù)的迅猛發(fā)展與應(yīng)用需求的不斷提高,芯片制造商正在推出多核芯片和片上多處理器系統(tǒng),多核處理器平臺已經(jīng)變得日益普遍。多核處理器結(jié)構(gòu)是一種高效的并行體系結(jié)構(gòu),隨著芯片上集成的晶體管數(shù)量不斷增加,其性能得到顯著的改善。然而,這種性能的提升是以急劇增加的計(jì)算機(jī)芯片的能耗為代價(jià)的。而能耗是很多嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)首要考慮的因素,特別是無線移動(dòng)和便攜式計(jì)算設(shè)備。另外,隨著微處理器芯片逐步采用納米級制造工藝,由于集成電路特征尺寸不斷減小、頻率不斷升高,使得微處理器的故障發(fā)生率不斷攀升,微處理器的可靠性不斷降低。因此,在多核處理器平臺已成為主流的今天,如何在滿足實(shí)時(shí)任務(wù)截止期約束的前提下盡可能降低系統(tǒng)能耗,保證系統(tǒng)在可靠環(huán)境下運(yùn)行,仍是多核處理器系統(tǒng)操作系統(tǒng)級任務(wù)調(diào)度技術(shù)研究中一個(gè)亟待解決的問題。解決這一問題既具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值,又具有廣闊的應(yīng)用前景。本文針對多核處理器實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的能耗及可靠性問題,研究節(jié)能及可靠性優(yōu)化的調(diào)度關(guān)鍵技術(shù),旨在探索實(shí)時(shí)調(diào)度策略與硬件節(jié)能技術(shù)結(jié)合帶來的節(jié)能特性如何,以及探索在操作系統(tǒng)級任務(wù)調(diào)度時(shí)考慮系統(tǒng)可靠性的可行性。本文從以下三個(gè)方面對多核處理器節(jié)能及可靠性優(yōu)化調(diào)度策... 

【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

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

不同應(yīng)用程序花費(fèi)在容錯(cuò)性計(jì)算中的時(shí)間占比

圖 1.2 論文的組織結(jié)構(gòu)Figure 1.2 The structure of the thesis第一章為緒論，首先介紹了課題研究的背景與相關(guān)研究工作，其次闡述了本文研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)，最后介紹了論文的結(jié)構(gòu)安排。第二章針對異構(gòu)系統(tǒng)的可靠性存在差異的實(shí)際情況，對應(yīng)用程序任務(wù)進(jìn)行分配，在保證系統(tǒng)可靠性及實(shí)時(shí)性的約束條件下試圖最小化系統(tǒng)能耗。針對任務(wù)流圖的不同特征，提出了相應(yīng)不同的算法。并對所提出的算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證。第三章針對已有微處理器在溫度預(yù)估方面存在不準(zhǔn)確或耗時(shí)大的缺陷，改進(jìn)了的已有的熱模型，用來估計(jì)各個(gè)處理器的溫度并且決定任務(wù)的執(zhí)行對器件老化及可靠性的影響。結(jié)合改進(jìn)的熱模型，提出使用 MILP 模型在對應(yīng)用程序進(jìn)行分配與調(diào)度時(shí)同時(shí)考慮芯片的溫度控制及其壽命可靠性優(yōu)化。在保證溫度閾值和壽命閾值的條件下，盡可能的減少系統(tǒng)能耗。第四章針對新興的、既包含關(guān)鍵的不可容錯(cuò)的任務(wù)又包含容錯(cuò)性任務(wù)的應(yīng)用程序，提出了一個(gè)穩(wěn)固的架構(gòu)，即 ApproxMap，通過使用離線與在線結(jié)合的模式

圖 2.1 (a)任務(wù)流圖 (b)圖 2.1（a）中的任務(wù)圖各個(gè)節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行時(shí)間，代價(jià)，失敗率igure 2.1 (a) a given tree; (b) the time, failure rate, and execution cost of its node for differentypes.表 2.1 給出了五個(gè)在時(shí)間約束為 7，失敗率約束為 12 條件下的不同的任。任務(wù)分配 1 將所有的任務(wù)都分配給3p 。 該分配有最低的代價(jià)，但是時(shí)間失敗率約束都不滿足。任務(wù)分配 2 將所有的任務(wù)都分配給1p ，該分配滿足束和可靠性約束，但是執(zhí)行代價(jià)太高。任務(wù)分配 5 講任務(wù)1v 分配給 ，任務(wù)給2p ，任務(wù)2v ，3v 分配給 .在本例中，任務(wù)分配 5 為最優(yōu)解。相比于任務(wù)系統(tǒng)能耗開銷減少了 37.5%。表 2.1 針對圖 2.1(a)的五種不同的任務(wù)分配Table 2.1 Five different assignments for the task graph in Figure 2.1(a).

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于任務(wù)復(fù)制的處理器預(yù)分配算法[J]. 周雙娥,袁由光,熊兵周,歐中紅.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2004(02)
[2]基于多處理機(jī)的混合實(shí)時(shí)任務(wù)容錯(cuò)調(diào)度[J]. 陽春華,桂衛(wèi)華,計(jì)莉.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2003(11)



本文編號：2938468