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電子科技大學;中國航空無線電電子研究所陳亦歐獲國家專利權(quán)

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龍圖騰網(wǎng)獲悉電子科技大學;中國航空無線電電子研究所申請的專利資源受限情況下的片上網(wǎng)絡(luò)任務(wù)映射方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán),本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予,授權(quán)公告號為:CN114996202B

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-15發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉:該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為:202210510471.1,技術(shù)領(lǐng)域涉及:G06F15/78;該發(fā)明授權(quán)資源受限情況下的片上網(wǎng)絡(luò)任務(wù)映射方法是由陳亦歐;何秋璇;萬銳;胡劍浩;董亞寧;徐豐;吳傳章設(shè)計研發(fā)完成,并于2022-05-11向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

資源受限情況下的片上網(wǎng)絡(luò)任務(wù)映射方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了一種資源受限情況下的片上網(wǎng)絡(luò)任務(wù)映射方法,該方法的關(guān)鍵步驟包括線性任務(wù)映射、非線性任務(wù)映射、整體迭代,在非線性任務(wù)影響盡可能小的情況下映射線性任務(wù),然后再對非線性任務(wù)進行映射得到完整任務(wù)映射結(jié)果,重復(fù)迭代若干次,得到不同的映射方案,利用評價函數(shù)計算每個映射方案的評價值,選擇評價值最大的映射方案作為最終映射方案。本發(fā)明綜合考慮任務(wù)處理的延時、在處理平臺上的功耗以及每個處理單元的硬件資源限制,讓映射到各處理單元上的非線性任務(wù)的數(shù)量在可接受范圍內(nèi),從而在實際操作中可以正常執(zhí)行映射任務(wù),因此本發(fā)明得到的任務(wù)映射方案更具有合理性和可實施性,且在延時和功耗兩方面的性能也十分優(yōu)良。

本發(fā)明授權(quán)資源受限情況下的片上網(wǎng)絡(luò)任務(wù)映射方法在權(quán)利要求書中公布了:1.一種資源受限情況下的片上網(wǎng)絡(luò)任務(wù)映射方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:S1輸入所述資源受限情況下的片上網(wǎng)絡(luò)任務(wù)映射方法的實施限制條件和待映射功能信息,具體包括:S11輸入片上網(wǎng)絡(luò)NoC的每個網(wǎng)格所配置的查找表個數(shù),即一個處理單元PE上最多允許映射的非線性任務(wù)數(shù)k;S12設(shè)置所述資源受限情況下的片上網(wǎng)絡(luò)任務(wù)映射方法的總體迭代次數(shù)N,即重復(fù)執(zhí)行任務(wù)映射并記錄得到的映射結(jié)果的總次數(shù),其中,任務(wù)映射包括線性任務(wù)映射和非線性任務(wù)映射;S13輸入待映射功能的任務(wù)信息,這里輸入的就是該待映射功能對應(yīng)的任務(wù)流圖的所有邊、節(jié)點信息,其中,該待映射功能對應(yīng)的任務(wù)流圖稱為原DFG;其中,任務(wù)流圖DFG是有向無環(huán)的賦權(quán)圖G1=GV,E,其中G表示一個圖,V是圖G中頂點的集合,E是圖G中邊的集合,G1的每個節(jié)點vi″代表一個任務(wù),任務(wù)個數(shù)為節(jié)點權(quán)值代表該任務(wù)所需要的處理時間;每條邊ek=ei″,j″代表一條數(shù)據(jù)傳輸通路,直連邊數(shù)目為邊ek=ei″,j″的權(quán)值代表從節(jié)點vi″到節(jié)點vj″的有向鏈路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大小,j″=1,2,...,|V|;S2執(zhí)行線性任務(wù)映射,具體包括如下子步驟:S21由原DFG通過增加虛擬節(jié)點、隱去非線性任務(wù)后得到新的DFG,即DFG2;S22遺傳算法優(yōu)化DFG2任務(wù)映射;其中步驟S21是用來在非線性任務(wù)影響盡可能小的情況下映射線性任務(wù),避免非線性任務(wù)成為原DFG的首尾節(jié)點,這里的首節(jié)點就是任務(wù)流圖中沒有父節(jié)點的所有節(jié)點,尾結(jié)點就是任務(wù)流圖中沒有子節(jié)點的所有節(jié)點,所述步驟S21主要分為兩個子步驟進行,具體為:S211增加虛擬節(jié)點:為了在步驟S212更好地隱去非線性任務(wù),在原DFG首尾分別增加一個虛擬入節(jié)點和出節(jié)點,即通過向原DFG首尾各增加一個計算和通信開銷都為0,即節(jié)點和邊權(quán)值都為0且為線性任務(wù)的虛擬節(jié)點,這里的首尾指DFG的首尾節(jié)點所在的部分;S212隱去非線性任務(wù):在步驟S211的基礎(chǔ)上,保留非線性任務(wù)在原DFG中的拓撲位置,將非線性任務(wù)的權(quán)值置為0,連接非線性任務(wù)的邊權(quán)值也置為0;然后采用一條新邊將連接一個非線性任務(wù)的兩個線性任務(wù)直接相連接,這條將這兩個線性任務(wù)直接相連接的新邊的權(quán)值取原本與該非線性任務(wù)相連的兩個線性任務(wù)分別與該非線性任務(wù)之間的兩條邊權(quán)值的算數(shù)平均值,得到DFG2,即構(gòu)造的新的DFG;最后步驟S22利用遺傳算法對DFG2進行任務(wù)映射優(yōu)化,從而得到線性任務(wù)映射結(jié)果;S3執(zhí)行非線性任務(wù)映射線性任務(wù)映射完后,需要映射非線性任務(wù),這里假設(shè)共有NL個待映射的非線性任務(wù),每個處理單元PE上最多映射k個非線性任務(wù),非線性任務(wù)映射是根據(jù)任務(wù)關(guān)聯(lián)度,動態(tài)調(diào)整非線性任務(wù)映射,最終得到所有非線性任務(wù)的最優(yōu)映射結(jié)果,步驟S3具體包括如下子步驟:S31判斷所有非線性任務(wù)是否映射完成,若未完成則跳轉(zhuǎn)至S32;S32根據(jù)當前待映射非線性任務(wù)的關(guān)聯(lián)度向量找到該非線性任務(wù)的最大關(guān)聯(lián)度對應(yīng)的處理單元PE;S33檢查該最大關(guān)聯(lián)度對應(yīng)的處理單元PE是否滿足硬件資源限制:若未超出硬件資源限制,則跳轉(zhuǎn)至S34;若超出硬件資源限制,則跳轉(zhuǎn)至S35;S34將該當前待映射非線性任務(wù)映射到該最大關(guān)聯(lián)度對應(yīng)的處理單元PE上,然后跳轉(zhuǎn)至S31;S35得到該當前待映射非線性任務(wù)關(guān)聯(lián)度降序排列對應(yīng)的處理單元PE序列D;S36初始化j=1,R=0,其中j是用于計數(shù),判斷處理單元PE序列D中是否存在第j個PE,R表示已映射的非線性任務(wù)的關(guān)聯(lián)度之和;S37判斷序列D中是否存在第j個PE,若存在,則跳轉(zhuǎn)至S39;若不存在,則跳轉(zhuǎn)至S38;S38更新此時R對應(yīng)非線性任務(wù)映射結(jié)果,然后跳轉(zhuǎn)至S31;S39將當前待映射非線性任務(wù)暫時映射到序列D中第j個PE上,得到第j個PE上已映射的非線性任務(wù)集合Tj,令t=1,其中t用于計數(shù),判斷非線性任務(wù)集合Tj中是否存在第t個非線性任務(wù)S310得到非線性任務(wù)的關(guān)聯(lián)度降序排列對應(yīng)的處理單元PE序列D2,令m=1,其中m用于計數(shù),判斷處理單元PE序列D2中是否存在第m個PE;S311檢查序列D2是否存在第m個PE,若存在,則跳轉(zhuǎn)至S312;若不存在,則跳轉(zhuǎn)至S315;S312檢查序列D2中的第m個PE是否滿足硬件資源限制:若未超出硬件資源限制,則跳轉(zhuǎn)至S313;若超出硬件資源限制,則令m=m+1,然后跳轉(zhuǎn)至S311;S313將非線性任務(wù)映射到序列D2中的第m個PE上,計算當前已映射的非線性任務(wù)的關(guān)聯(lián)度之和R2;S314若R2R,則令R=R2,記錄此時R2對應(yīng)非線性任務(wù)映射結(jié)果,然后跳轉(zhuǎn)至S315,否則R維持不變,直接跳轉(zhuǎn)至S315;S315令t=t+1,若存在非線性任務(wù)則跳轉(zhuǎn)至S310;否則令j=j(luò)+1,然后跳轉(zhuǎn)至S37;S4得到最終任務(wù)映射結(jié)果執(zhí)行一次完整的步驟S2-S3操作稱為一次迭代,每次迭代都得到一個線性任務(wù)映射結(jié)果和一個非線性任務(wù)映射結(jié)果,這兩種映射結(jié)果組合在一起得到原DFG的一個完整的任務(wù)映射結(jié)果,重復(fù)執(zhí)行步驟S2-S3進行多次迭代,直至達到設(shè)定的總體迭代次數(shù)N,一共得到N個不同的任務(wù)映射結(jié)果,其中,每一次迭代不僅得到一個線性任務(wù)映射結(jié)果和一個非線性任務(wù)映射結(jié)果,還需要對線性任務(wù)映射結(jié)果和非線性任務(wù)映射結(jié)果進行記錄;步驟S4具體包括如下子步驟:S41計算得到所有任務(wù)映射結(jié)果的評價值;S42選擇評價值最大的任務(wù)映射結(jié)果為最終任務(wù)映射結(jié)果;其中S41的評價值計算的具體步驟包括:S411在所有任務(wù)映射結(jié)果中分別找到延時的最大值Tmax、最小值Tmin,以及功耗的最大值Pmax、最小值Pmin;S412對每次迭代的延時和功耗的性能值進行標準化,分別得到每個任務(wù)映射結(jié)果的延時和功耗標準化后的性能值,其表達式為: 其中,i表示第i次迭代,T′i表示第i次迭代標準化后的延時值,Ti表示第i次迭代的延時值,P′i表示第i次迭代標準化后的功耗值,Pi表示第i次迭代的功耗值;S413對標準化后的性能值進行歸一化,分別得到延時和功耗歸一化后的性能值,其表達式為: 其中,T″i表示第i次迭代歸一化后的延時值,P″i表示第i次迭代歸一化后的功耗值,T″i和P″i的取值范圍均為[0,1];S414利用評價函數(shù)求得第i次迭代的評價值Fiti,計算式為:Fiti=T″i·wT+P″i·wP其中wT和wP分別為延時和功耗的權(quán)重,滿足約束如下: 通過步驟S414給出的評價函數(shù)得到N個任務(wù)映射結(jié)果分別對應(yīng)的N個評價值,選擇其中最大評價值對應(yīng)的任務(wù)映射結(jié)果即為最終任務(wù)映射結(jié)果。

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