基于混洗蛙跳的软硬件划分算法的研究与实现

《基于混洗蛙跳的软硬件划分算法的研究与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于混洗蛙跳的软硬件划分算法的研究与实现ResearchandRealizationofHardware/softwarePartitioningAlgorithmbasedonShuffledFrogLeapAlgorithm学科专业：信息与通信工程研究生：蔡晓指导教师：滕建辅教授张涛副教授天津大学电子信息工程学院二零一四年十一月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所

2、做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日我是爱天大的！！学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要随着当前多核处理器应用的不断扩大，软硬件划分作为软硬件协同技术的重要环节，其结果对最终嵌入式设计方案有着十分重要的影响。软硬

3、件划分技术主要包括处理单元划分以及系统任务调度两方面。根据待划分问题目标的不同类型，又可以分为单目标软硬件划分以及多目标软硬件划分。混洗蛙跳算法作为近年来快速应用的一种群体智能优化算法，在解决组合优化问题中具有过程简单、收敛速度快的特点，特别适合于解决软硬件划分问题。本文以混洗蛙跳算法为主要研究手段，深入研究了嵌入式系统的软硬件划分问题，主要包括以下四个方面的内容：首先详细介绍了软硬件划分问题及其相关理论，并对软硬件划分理论的各类概念与模型作了梳理与总结，提出了本文的新型软硬件划分模型。同时回顾了组合优化算法在研究软硬件划分这一类组合优化问题中的研究历程与主要研究思路，并详尽分析了各

4、类优化算法求解组合优化问题的优势与劣势。随后研究了单目标软硬件划分问题。通过对单目标优化问题与现有混洗蛙跳算法的分析，提出了一种基于混洗蛙跳算法的单目标软硬件划分算法。针对于混洗蛙跳算法处理软硬件划分问题的缺陷，对混洗蛙跳算法进行了改进，并提出了一种基于改进混洗蛙跳算法的软硬件划分算法。对该算法及其它智能优化算法进行了对比实验，证实了改进混洗蛙跳算法在解决软硬件划分问题上寻优能力的高效性与仿真设计的便利性。其次研究了的系统任务调度算法。该算法针对于高计算复杂度嵌入式系统运行数据存储效率低下的缺陷，介绍了调度算法的基本概念与研究历程，阐述了问题产生的背景与原因以及算法针对于此所提出的调

5、度算法方案，并对算法的运行效率与其他调度算法进行了对比实验，证实了本文所提出的调度算法在数据存储效率上的优势。最后研究了基于改进混洗蛙跳的多目标软硬件划分算法。介绍了Pareto多目标优化算法的基本概念及其相关理论。针对软硬件划分问题中的多目标优化问题，提出了一种基于Pareto多目标优化理论的、面向嵌入式系统目标架构的、关注系统最大通信存储容量约束以及功耗优化的多目标软硬件划分方法。给出了改进混洗蛙跳算法应用于多目标优化问题的改进策略，并对算法的性能进行了对比实验。实验结果证实了所提算法的优越性与高效性，取得了一定的研究成果。关键词：软硬件划分；组合优化；任务调度算法；混洗蛙跳算法

6、；人工智能优化ABSTRACTWiththerapiddevelopmentoftheapplicationofmulti-coreonachipallovertheworld,thehardware/softwarepartitioninghasgrowinginfluenceuponthefinalem-beddeddesignscheme,asavitaltechnologyofhardware/softwareco-design.Appar-ently,thehardware/softwarepartitioningincludesprocessorpartitioninga

7、ndtaskscheduling.Italsocanbedividedintotwocategories:thesingle-objectivepartitioningandthemulti-objectivepartitioningdependingonthedifferenttypesoftheobjectivefunction.Shuffledfrogleapingalgorithm(SFLA),asanemergingartificialintel