多核混合關鍵度系統中軟體級節能關鍵技術研究

《多核混合關鍵度系統中軟體級節能關鍵技術研究》是依託杭州電子科技大學，由高志剛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多核混合關鍵度系統中軟體級節能關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：高志剛
• 依託單位：杭州電子科技大學

項目摘要

隨著信息物理融合系統在體積、重量和功耗等方面要求越來越高，不同類型的任務正日益集成到單一平台中從而形成混合關鍵度系統。本項目以多核混合關鍵度系統為研究對象，研究軟體級節能關鍵技術。本研究包括建立多核系統協同節能框架，為任務映射、空閒時間管理和運行時控制提供支持；提出記憶體和處理器核相結合的任務映射方法，從而在保證安全關鍵任務實時性的同時，提高非安全關鍵任務吞吐量並為降低處理器和記憶體的總體能耗提供支持；研究運行時核間和核內空閒時間回收、預取和預留等空閒時間管理方法，為任務和記憶體控制提供支持；以及探索運行時任務狀態控制和記憶體功耗控制相結合的節能方法，從而在保證安全關鍵任務滿足截止期限的情況下，重用空閒時間，提高處理器的利用率、非安全關鍵任務的吞吐量和降低能耗。本研究為設計多核平台中能量有效的混合關鍵度系統提供理論依據、算法和實現技術，有助於提高混合關鍵度系統的可靠性、吞吐量和節省能耗。

結題摘要

混合關鍵度系統的節能對於保證系統正確性的同時，提高系統的CPU和記憶體資源利用率並降低能耗具有重要的意義。本項目對基於DVFS和DPM的多核系統協同節能框架、記憶體映射和處理器核映射相結合的任務初始化方法、核間和核內空閒時間管理方法、以及任務運行狀態控制與記憶體功耗控制相結合的節能方法進行了研究。在協同節能框架、任務在CPU核上的駐留位置分配、參數分配，和運行時的遷移和回歸、運行時空閒時間回收、預取和重用、以及記憶體和CPU的協同功耗最佳化方面取得了一些列研究成果。截至2019年12月31日，項目組在國內外期刊和學術會議上發表的標明基金資助號的論文24篇，其中SCI收錄12篇，EI收錄8篇；國際一流刊物例如IEEE Transactions及JSA等上發表論文7篇，國際一流會議IEEE INFOCOM/SECON上發表學術論文2篇；申請國家發明專利6項，其中授權3項，獲得軟體著作權9項。2名教師晉升為教授，2名博士晉升為副教授，培養博士研究畢業生4名，培養碩士研究畢業生12人。參加嵌入式系統相關領域境外召開高水平學術會議6次，國內召開學術會議10次，與國內外多所大學和研究機構進行了學術交流。本研究有助於解決混合關鍵度系統在能量受限、同時安全關鍵領域，例如移動醫療和移動安全檢測領域，套用中的技術限制，具有較強的理論價值和套用前景。