面向功耗温度的动静态相结合的NoC映射方法与流程

技术特征：

1.一种面向功耗温度的动静态相结合的NoC映射方法，所述NoC是由通讯节点及计算节点组成的片上网络，映射是将应用特征图上的各个任务映射到所述NoC的计算节点上；假设所述片上网络共有N＝X×Y×Z个通讯节点，所述通讯节点的序号为0,1,…,k,…,N-1，其中，k表示第k个通讯节点的序号，X表示所述NoC的行数，Y表示所述NoC的列数，Z表示所述NoC的层数，0≤k≤N-1，其特征是，所述NoC映射方法是按如下步骤进行：

步骤1、通过面向功耗温度的离散萤火虫算法建立映射库：

步骤1.1、建立NoC温度模式：

根据N个通讯节点的最高温度所在的节点位置的所有情况建立NoC温度模式，则共有N种NoC温度模式，记所述N种NoC温度模式的序号为0,1,…,k,…,N-1，第k种NoC温度模式表示第k个通讯节点的温度最高的映射方案；

步骤1.2、利用式(1)建立所述NoC总功耗P的计算模型：

P＝E_bitC (1)

式(1)中，E_bit为所述NoC上单位数据的通信能耗，C为所述NoC上的通信总量；并有：

$C=\underset{i=1}{\overset{M}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{M}{\Σ}}{b}_{i,j}\×h_{i,j}---\left(2\right)$

式(2)中，b_i,j表示第i个任务与第j个任务之间的通信量；h_i,j表示映射后第i个任务与第j个任务之间的曼哈顿距离；M表示所述应用特征图上的任务总数；2≤M≤N；

步骤1.3、利用式(3)建立所述NoC温度矩阵T的计算模型：

$T=\left[\begin{array}{c}{T}_0\\ T_1\\ \·\\ \·\\ \·\\ T_k\\ \·\\ \·\\ \·\\ T_{N-1}\end{array}\right]=A^{-1}{P}_{matrix}---\left(3\right)$

式(3)中，T_k为第k个通讯节点的温度；为所述NoC的热导矩阵，G_l，k为第l个通讯节点对第k个通讯节点的热导；A^-1为所述热导矩阵A的逆矩阵；P_matrix为所述NoC上所有节点的功耗矩阵；并有：P_k为第k个通讯节点的功耗；并有：

G_l，k＝K×S_l，k/d_l，k (4)

式(4)中，S_l，k为所述NoC上第l个通讯节点与第k个通讯节点的接触面积，K为硅热导率；d_l，k为所述第l个通讯节点与第k个通讯节点的质心距离；

P_k＝E_RbitB_k (5)

式(5)中，B_k为所述NoC上第k个通讯节点的通信带宽；E_Rbit为所述NoC上单位数据通信产生的能耗，并有：

E_Rbit＝E_Sbit+E_Bbit+E_Wbit (6)

式(6)中，E_Sbit为所述NoC上单位数据通信产生的路由器内部连线功耗，E_Bbit为所述NoC上单位数据通信产生的缓存能耗，E_Wbit为所述NoC上单位数据通信产生的路由器内部连线功耗；

步骤1.4、利用式(7)建立在第k种NoC温度模式下的目标函数f_k：

f_k＝λ₁×P+λ₂×max{T₀，...T_N-1}+λ₃×T_k (7)

式(7)中，max{T₀，...T_N-1}表示最大节点温度；λ₁、λ₂、λ₃为加权因子，λ₁、λ₂、λ₃∈[0，1]，且λ₁+λ₂+λ₃＝1；

步骤1.5、利用离散萤火虫算法对第k种NoC温度模式下的目标函数f_k，寻找最优映射方案Map_k，从而获得N个最优映射方案{Map₀，Map₁，…，Map_k，…，Map_N-1}；由所述N个最优映射方案{Map₀,Map₁,…,Map_k,…,Map_N-1}建立静态映射库；

步骤2、将所述静态映射库作为文本文件存入主机中；

步骤3、主机向NoC发送初始映射方案：

所述主机将任意选择的一个最优映射方案作为所述NoC的初始映射方案下载至所述NoC中；

步骤4、NoC配置映射方案：

所述NoC根据所述初始映射方案，配置所述NoC中的各个计算节点，从而完成任务映射；

步骤5、所述NoC实时监测每个通讯节点的通信量，并将进行记录；

步骤6、NoC定时向主机发送每个节点通信量：

所述NoC设置定时发送时间，在到达定时发送时间后，所述NoC将监测到的各个通讯节点上的通信量上传至主机；

步骤7、所述主机调用所述NoC温度矩阵T的计算模型获得每个通讯节点温度：

步骤8、所述主机根据最大温度节点位置匹配温度模式，调用映射库中相应映射方案：

对每个通讯节点的温度进行比较，得出最大温度所在的通讯节点序号，并从所述静态映射库中调用最大温度所在的通讯节点序号所对应的NoC温度模式作为相应通讯节点的新映射方案；

步骤9、所述主机调用所述新映射方案，并向所述NoC进行发送；

步骤10、所述NoC根据所述新映射方案配置所述NoC中的各个计算节点；从而完成新任务的映射；并返回步骤5。