面向可穿戴应用的动态可重构调度平台的研究

《面向可穿戴应用的动态可重构调度平台的研究》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、硕士学位论文面向可穿戴应用的动态可重构调度平台的研究Thescheduleplatformfordynamicreconfigurabletechnologyresearch王翀哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TP393.01学校代码：10213国际图书分类号：681.39密级：公开工学硕士学位论文面向可穿戴应用的动态可重构调度平台的研究硕士研究生：王翀导师：张展申请学位：工程硕士学科：计算机技术所在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Clas

2、sifiedIndex:TP393.01U.D.C:681.39DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringThescheduleplatformfordynamicreconfigurabletechnologyresearchCandidate：WangChongSupervisor：ZhangZhanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ComputerTechnologyAff

3、iliation：SchoolofComputerScienceandTechnologyDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着近几年可穿戴设备的发展，可穿戴计算机已经逐渐广泛应用在军事、医疗等各个领域。但是人们的需求是不断变更的，这使得可穿戴计算机需要有更复杂更多样化的应用功能，但是具有这样应用功能的计算机往往需要更强性能而且具有丰富的传感设备与挂件，这使得计算机

4、的板载面积变大、能耗变高，和可穿戴计算机的体积小、能耗低、质量轻的特点相背离。为解决这一难题，可将动态可重构技术运用在可穿戴计算机上，但目前动态可重构技术存在IP的配置耗时太大，导致功能切换时隙过大的问题，并且目前并没有针对可穿戴计算的应用特点，对可重构软硬件任务协同调度的调度策略展开的专门研究。本文在异构多处理器平台之上，实现一动态可重构的调度平台，对可重构资源进行统一管理，通过Linux操作系统控制软件任务和硬件任务的灵活切换调度，结合软硬件任务各自的优势，均衡系统整体运算资源，提升系统整体的

5、性能。本文主要做了以下几方面的工作：（1）动态可重构调度平台的设计和实现：分析可穿戴计算机上的应用特点，对调度平台进行设计和实现，确定重构任务调度处理模型、多进程下重构任务管理方法、多IP核扩展方法以及重构状态监控方法等。（2）FPGA配置方式的研究：研究FPGA配置方式，给出一种由CPLD充当配置控制器来加速FPGA配置过程的方案，并且研究全局可重构和局部可重构的过程，提出通过局部可重构降低配置文件大小，进而减少配置时间的方法。（3）软硬件协同调度的研究与实现：根据可穿戴计算的具体应用场景，给出

6、负载均衡、效率优先、能耗最低和用户选择四种调度策略，并对四种调度策略进行研究与分析，给出了具体的实现方法。最后，经过实际测试表明，设计实现的动态可重构调度平台可以完成基本的重构任务调度以及IP核管理等基本功能，并在这之上进行了FPGA配置实验和软硬件协同调度的实验，实验结果表明给出的FPGA配置方案可以大幅缩短配置时间，并且软硬件协同调度的调度策略符合可穿戴计算机的应用要求。本论文的工作表明动态可重构技术结合恰当的调度平台，可以解决可穿戴计算目前遇到的瓶颈。关键词：动态可重构；软硬件协同调度；FP

7、GA；局部可重构-I-AbstractAbstractWiththerapidgrowthofwearabledevices,ithasbeenwidelyusedinvariousfields,includingmilitary,medicalandotherfields.Demandfromdifferentfieldsareconstantlychanging,whichmakewearablecomputerneedmorecomplexanddiverseapplications.Thu

8、s,itrequirethiskindcomputerhavehighperformance,andcontainabundantsensingequipmentsandaccessories,whichmakethecomputer’son-boardarealargerthanidealcaseandincreaseenergeyconsumption.It’sadeviationfromthesmallvolume、lowpowerconsumptionandlightwei