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可重构系统任务调度与系统级FPGA抗辐照设计

作　者: 刘沙
导　师: 王伶俐
学　校: 复旦大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 可重构计算任务调度 SEU 抗辐照
分类号: TN791
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

可重构计算作为一种新型的计算技术已成为国际上计算体系结构的热门研究方向之一。可重构计算利用可重构器件,将软件实现的算法映射到硬件电路上以提高计算性能。它兼有软件的灵活性和硬件的高性能。首先,本文研究了可重构计算系统应用的设计流程,从最初的应用描述到最后生成编程点之间的关键步骤。然后介绍了几种常见的可重构计算平台,以及可重构计算在信号处理、网络安全等领域的应用模型。第二,本文研究了可重构计算任务调度和放置问题。在此研究基础上,本文提出了在线任务预约重调度算法。仿真结果显示,在正常负载率区间下,新的调度策略有效的降低了任务拒绝率,而运行开销在可接受范围内。本文另一研究重点是系统级FPGA抗辐照设计。通过将任务的检错和重配置交给操作系统管理,可以利用统一任务接口并提高系统的灵活性。为此,本文利用ARM开发板和FDP3000K组成原型系统,并通过功能仿真。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第1章引言  7-14
  1.1 研究背景  7-12
    1.1.1 可重构计算的概念  8
    1.1.2 可重构计算的起源  8-9
    1.1.3 可重构计算的特征  9-12
    1.1.4 可重构系统研究中存在的问题  12
  1.2 工作重点  12
  1.3 论文组织  12-14
第2章可重构计算系统  14-32
  2.1 可重构计算软件系统  15-21
    2.1.1 设计周期  15-17
    2.1.2 设计语言  17-19
    2.1.3 设计前端-高层编译  19-20
    2.1.4 设计后端-低层流程  20-21
  2.2 典型可重构计算平台  21-26
    2.2.1 SPLASH和SPLASH2  21-23
    2.2.2 GARP  23
    2.2.3 Chameleon  23-24
    2.2.4 RAW  24-25
    2.2.5 PipeRench  25-26
  2.3 可重构计算的应用  26-31
    2.3.1 信号处理  26-27
    2.3.2 网络安全  27-29
    2.3.3 生物信息学  29-30
    2.3.4 高性能计算机  30-31
  2.4 本章小结  31-32
第3章可重构系统在线任务调度  32-40
  3.1 任务放置问题  32-37
    3.1.1 背景简介  32-33
    3.1.2 基本概念  33-35
    3.1.3 相关研究  35-37
  3.2 任务调度问题  37-39
    3.2.1 问题建模  37-38
    3.2.2 相关研究  38-39
  3.3 本章小结  39-40
第4章在线任务预约重调度算法  40-45
  4.1 第一阶段:紧凑预约调度  40-41
  4.2 第二阶段:预约重调度  41-43
  4.3 仿真结果  43-44
  4.4 本章小结  44-45
第5章系统级FPGA抗辐照设计  45-55
  5.1 抗辐照FPGA设计  45-49
    5.1.1 软错误分类  45-46
    5.1.2 抗软错误方法  46-49
  5.2 可重构操作系统  49-51
  5.3 系统级抗辐照仿真平台  51-54
    5.3.1 主机端软件  51-52
    5.3.2 ARM端软件  52-54
  5.4 本章小结  54-55
总结与展望  55-56
参考文献  56-61
致谢  61-62

可重构系统任务调度与系统级FPGA抗辐照设计

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