rrent_power彡max_power)，则更新max_power ;当功耗模型接到free_power的信号时，根据发送者的pid，调用power_free函数，减少当前功耗。
[0060]当功耗模型处于“处理”状态，并没有收到信号时，跳转到“等待”状态；当功耗模型处于“等待”状态收到信号时，跳转到“处理”状态。功耗模型在两个状态之间进行切换，并在切换的过程中完成对功耗信号的监听。验证时，只需要比较manpower与设计约束，就可以实现对功耗约束的判断。
[0061]本发明提出的基于UPPAAL-SMC的MPSoC任务调度建模与评估方法中，当针对特定的MPSoC设计约束和资源情况，按照特定的调度算法产生了任务调度后，需按照所选的List Scheduling(列表调度)和BULB(分支裁剪)算法将其转换为模型的后台配置，从而控制前台模型产生不同的行为。
[0062]本发明框架包含了一个模型后台配置转换器，只要调度算法生成的结果包含任务id、开始时间、PE的id这三部分信息，框架即可将其转换为可以被模型识别的后台配置。
[0063]在模型中，所有的任务先后顺序都通过依赖关系来表示，根据具体的任务调度，为原有的任务依赖关系添加新的依赖。通过转换工具，可以将任务之间的先后关系确定下来，并使用框架中的工具写入UPPAAL-SMC的后台配置中；任务的额定执行时间与PE的功耗属性，可以直接写入全局数组中；其他的转换过程与上述过程类似，不再赘述。
[0064]模型转换步骤完成后，执行查询生成步骤，通过随机性模拟来实现约束查询，并由UPPAAL-SMC生成统计数据。当使用不同的任务分配与调度实例来生成价格时间自动机网络(Network of Priced Timed Automata, NP TA)模型时，需要比较不同任务分配与调度实例的性能产出，根据设计约束生成许多不同的查询供UPPAAL-SMC进行验证。在UPPAAL-SMC中，采用了如下形式的查询:
[0065]Pr [< = X] (OTask(O).Finish&&max_power< = y)；
[0066]其中，Task(O).Finish表不整个任务有向无环图(Directed Acyclic Graph, DAG)的完成；max_power〈 = y表示最大功耗不会超过Y。
[0067]在UPPAAL-SMC中，约束查询是通过多次随机模拟来完成的；在每一次模拟完成后，UPPAAL-SMC都会验证当前约束是否得到满足，并给出统计数据。当所有随机性模拟完成后，UPPAAL-SMC会自动生成统计数据，可以根据这些统计数据，判断调度策略的优劣。
[0068]在约束查询完成后，UPPAAL-SMC生成本次运行的统计信息，并以图表或数据的方式给出运行的结果。通过改变查询的内容，可以多次运行UPPAAL-SMC以了解在不同的需求下，各任务分配与调度实例的表现情况。
[0069]本发明方法可以对同一 MPSoC环境下，不同的任务分配与调度策略生成的不同实例进行横向对比，便于在确定了芯片设计的情况下选择适合的任务分配与调度策略；同样地，也可以采用不同的MPSoC架构，分别在不同的架构上运行于不同的任务分配与调度策略，并通过对任务分配与调度实例的对比，确定表现更优的MPSoC架构。通过将这两方面的评估与比较结合起来，MPSoC的设计者们可以进行决策，在任务分配与调度策略与MPSoC的架构之间进行选择，以获得最佳的组合。
[0070]本发明提出的基于UPPAAL-SMC的MPSoC任务调度建模与评估方法，根据给定MPSoC的相关信息以及调度策略，本发明可以有效地根据调度策略生成的不同TAS对调度策略进行对比，也可以用来对不同的TAS实例进行比较。直觉评估在不考虑制程变异情况下可以产生最优解的调度策略，在考虑制程变异情况下未必就是最优的选择；而对于MPSoC的设计者来说，本发明可以在考虑制程变异情况下选择调度策略时，针对不同的MPSoC采用特定的策略，根据实验数据与实际情况选择最优的组合，使性能产出最大化。
[0071]本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
【主权项】
1.一种制程变异下基于UPPAAL-SMC的MPSoC任务调度建模与评估方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一:根据任务调度策略，为任务集生成任务分配与调度实例； 步骤二:在考虑制程变异的前提下，对任务、PE和功耗进行建模，形成任务模型、PE模型和功耗模型，并进行后台配置，将所述任务分配与调度实例用调度列表和分支裁剪法进行模型转换； 步骤三:通过随机性模拟实现约束查询，并通过UPPAAL-SMC生成统计数据，得出所述任务分配与调度实例的性能产出； 步骤四:对比同一 MPSoC架构或不同MPSoC架构下不同的所述任务调度策略生成的不同所述任务分配与调度实例的所述性能产出，评估所述任务调度策略，确定表现更优的所述MPSoC架构。
2.如权利要求1所述的制程变异下基于UPPAAL-SMC的MPSoC任务调度建模与评估方法，其特征在于，所述任务建模包括以下步骤: 步骤Al:运行初始化函数，对时间和功耗的制程变异进行初始化； 步骤A2:若任务不存在前驱节点，则执行下一步；否则，等待接收到所述前驱节点的完成消息后，再执行下一步； 步骤A3:根据所述后台配置，将任务分配到相应的PE ; 步骤A4:所述PE完成任务后，若没有后续结点，则结束运行；否则，继续运行所述后续节点。
3.如权利要求1所述的制程变异下基于UPPAAL-SMC的MPSoC任务调度建模与评估方法，其特征在于，所述PE建模包括以下步骤: 步骤B1:记录要执行的任务的信息，根据制程变异确定所述任务实际需要的执行时间，并更新所述功耗模型的功耗信息； 步骤B2:等待所述执行时间结束后，释放所述功耗模型中所占用的功耗，并更新所述功耗信息。
4.如权利要求3所述的制程变异下基于UPPAAL-SMC的MPSoC任务调度建模与评估方法，其特征在于，所述PE模型中包括多个监听新任务消息的回路。
5.如权利要求1所述的制程变异下基于UPPAAL-SMC的MPSoC任务调度建模与评估方法，其特征在于，所述功耗模型对功耗进行监控与维护；所述功耗模型包括处理状态和等待状态，并在所述处理状态和所述等待状态之间进行切换，在切换的过程中监听功耗信号。
6.如权利要求1所述的制程变异下基于UPPAAL-SMC的MPSoC任务调度建模与评估方法，其特征在于，所述后台配置包括=MPSoC的相关参数、设计约束、所述任务分配与调度实例的应用背景和至少一个任务DAG。
7.如权利要求1所述的制程变异下基于UPPAAL-SMC的MPSoC任务调度建模与评估方法，其特征在于，所述后台配置进一步包括:时间和处理器功耗的制程变异的信息。
8.如权利要求1所述的制程变异下基于UPPAAL-SMC的MPSoC任务调度建模与评估方法，其特征在于，所述约束查询的形式如下:Pr [< = X] (OTask (O).Fini sh&&max_power< = y)； 式中，Task (O).Finish表示:整个任务有向无环图的完成；max_power〈 = y表示:最大功耗不会超过y。
【专利摘要】本发明提出了一种制程变异下基于UPPAAL-SMC的MPSoC任务调度建模与评估方法，包括以下步骤：根据任务调度策略，为任务集生成任务分配与调度实例；在考虑制程变异的前提下，对任务、PE和功耗进行建模，形成任务模型、PE模型和功耗模型，并进行后台配置，将任务分配与调度实例用调度列表和分支裁剪法进行模型转换；通过随机性模拟实现约束查询，并通过UPPAAL-SMC生成统计数据，得出任务分配与调度实例的性能产出；对比同一MPSoC架构或不同MPSoC架构下不同的任务调度策略生成的不同任务分配与调度实例的性能产出，评估任务调度策略，确定表现更优的MPSoC架构。MPSoC的设计者们可以借助本发明进行决策，在TAS策略与MPSoC的架构之间进行选择，以获得最佳的组合。
【IPC分类】G06F9-46
【公开号】CN104572266
【申请号】CN201510005475
【发明人】陈铭松, 顾璠
【申请人】华东师范大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月4日