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1、碩士學(xué)位論文基于廣義可加模型的多核系統(tǒng)中程序執(zhí)行時(shí)間建模作者姓名李佳桐學(xué)科專業(yè)微電子學(xué)與固體電子學(xué)指導(dǎo)教師賀小勇所在學(xué)院電子與信息學(xué)院論文提交日期2018年4月ProgramExecutionTimeinMulti-CoreSystemModelingBasedonGeneralizedAdditiveModelsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiJiatongSupervisor：ProfessorHeXiaoyongSouthChinaUniver
2、sityofTechnologyGuangzhou,China分類號(hào)∶TPsO2。7學(xué)校代號(hào)10“1寫胄諤蚤:201520108324華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于廣義可加模型的多核系統(tǒng)申程序執(zhí)行時(shí)間建模作者姓名:李佳桐指導(dǎo)教師姓名、職稱:賀小勇副教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱:微電子學(xué)與固體電子學(xué)研究方向:集成電路設(shè)計(jì)論文提交日期npt“生‘月‘論文答辯日期bκ年‘月4日t學(xué)位授予單位:華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期:年月日答辯委員會(huì)成員:委員:摘要隨著嵌入式系統(tǒng)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來趨向于短周期內(nèi)設(shè)計(jì)出
3、高性能，多功能的嵌入式系統(tǒng)。設(shè)計(jì)周期的縮短導(dǎo)致設(shè)計(jì)方式的高度抽象，而系統(tǒng)性能的優(yōu)化過程又要求底層特性的深度理解。該矛盾具體到程序執(zhí)行時(shí)間方面為：嵌入式系統(tǒng)對(duì)程序執(zhí)行時(shí)間的高精度要求和程序執(zhí)行時(shí)間在多核系統(tǒng)中難以預(yù)估的矛盾。本文研究目的為，在多核嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期給定基本硬件信息和軟件信息的前提下，搭建一個(gè)能用于預(yù)測(cè)程序由于訪問共享資源而造成的沖突延時(shí)的數(shù)學(xué)模型。該模型的輸入數(shù)據(jù)可通過硬件仿真平臺(tái)仿真獲得，并最終返回和輸入數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的程序額外延時(shí)的大小。本文的主要工作包括：建模理論研究。（1）研究了如何將廣義可加模型應(yīng)用到?jīng)_突延
4、時(shí)的預(yù)測(cè)中。開發(fā)了針對(duì)于沖突延時(shí)數(shù)據(jù)特征的廣義可加模型建立和優(yōu)化方法。（2）研究了粗細(xì)粒度的采樣方式對(duì)自變量有效信息量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著采樣周期的增長(zhǎng)，用所采得自變量擬合出的廣義可加模型的調(diào)整??呈反比例降低。（3）研究了采樣數(shù)據(jù)量對(duì)所得廣義可加模型的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)，所得廣義可加模型的光滑度數(shù)值呈反比例降低。（4）研究了不同并行程序下所建立的廣義可加模型特性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)并行程序的讀寫數(shù)據(jù)量和頻率接近被測(cè)量程序時(shí)，模型擁有0.9以上的調(diào)整??，但模型調(diào)整??隨寫數(shù)據(jù)量的增加而線性減少。仿真驗(yàn)證平臺(tái)搭建
5、。本文所搭建仿真平臺(tái)基于MicroBlaze的雙核系統(tǒng)通過AXI總線訪問共享內(nèi)存的架構(gòu)，仲裁方式為RoundRobbin。軟件上以AES加密為測(cè)試程序探索模型的應(yīng)用范圍，以從M?lardalenWCET研究小組的Testbench中選取的程序?yàn)椴⑿谐绦?。本文的貢獻(xiàn)在于探索了廣義可加模型在多核嵌入式系統(tǒng)程序執(zhí)行時(shí)間預(yù)測(cè)上的應(yīng)用。廣義可加模型能夠適應(yīng)沖突延時(shí)不一定服從正態(tài)分布的特點(diǎn)，在細(xì)粒度采樣方式下，利用廣義可加模型擬合的預(yù)測(cè)函數(shù)的調(diào)整??能達(dá)到0.9以上。關(guān)鍵詞：多核系統(tǒng)；沖突延時(shí)；細(xì)粒度采集；廣義可加模型IAbstract
6、Inpresentwork,wetackletheproblemofevaluatingthetimingimpactfromsharedresourceinmulti-coreembeddedsystem.Duetothegrowingdemandofcomplexfunctionalityandperformance,system-leveldesignbecomesatendencyformodernsystemdesign.Ontheotherhand,forbuildingfaithfulsystem-levelm
7、odel,thenecessaryback-annotatingstepposesagreatdemandonperformanceanalysis,especiallyboundingthesystemtimingbehavior.Consequently,capturingthetimingbehaviorinembeddedsystem,especiallyinmulti-coresystem,becomenecessarybutchallenging.Thepurposeofthispaperistobuildama
8、thematicalmodelthatcanbeusedtopredicttheprogramcontentiondelayinmulti-coresystems,giventhebasichardwareandsoftwareinformationintheearlystagesofsy
