一种基于差分约束系统与迭代模的高层次综合调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于差分约束系统与迭代模的高层次综合调度方法，其特征在于，包括：获取输入的电路描述后构建对应的控制数据流图；将控制数据流图划分为循环部分和非循环部分；采用迭代模调度算法对控制数据流图的循环部分进行调度；采用差分约束系统调度算法对控制数据流图的非循环部分进行调度；对得到的调度结果进行数学整合后，获得综合调度结果。本发明专利技术对高层次综合的调度流程进行了优化，提高了调度性能，而且调度实现过程方便、快速，可以全面、及时地实现调度，调度效率高，可广泛应用于高层次综合调度领域中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高层次综合调度方法，特别是一种基于差分约束系统与迭代模的高层次综合调度方法。
技术介绍
高层次综合的目标是在目标集合中得到一个满足既定的数字系统的算法级行为描述、约束条件等条件的基础上的结构结果。高层次综合流程包括：编译与转换、算子调度、资源分配、寄存器分配、连线网络生成与优化。其中，算子调度即调度算法是为编译转换生成的控制数据流图中的每一个操作和运算分配到各个控制步，从而实现满足约束条件下的最优或较优算子调度方案，是高层次综合流程中最为重要的一个步骤。高层次调度方法中基本分为两类，一类是循环调度，一类是非循环调度，目前的高层次调度方法中，并没有明确地对这两种情况进行区分，都是采用现有技术中的构造法、变换法或整数线性规划法等方法进行调度，调度过程较为复杂，而且无法及时、全面地进行调度，调度效率低，渐渐不能满足集成电路设计的发展需求。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于差分约束系统与迭代模的高层次综合调度方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于差分约束系统与迭代模的高层次综合调度方法，包括：S1、获取输入的电路描述后构建对应的控制数据流图；S2、将控制数据流图划分为循环部分和非循环部分；S3、采用迭代模调度算法对控制数据流图的循环部分进行调度；S4、采用差分约束系统调度算法对控制数据流图的非循环部分进行调度；S5、对步骤S3和S4中得到的调度结果进行数学整合后，获得综合调度结果。进一步，所述步骤S2，包括：S21、使用深度优先算法对控制数据流图中的所有操作节点进行排序；S22、采用支配图迭代算法将排序后的控制数据流图的节点构建成对应的支配树；S23、检测提取支配树中的所有回边后，获取由回边构成的所有回路作为控制数据流图的循环部分，进而获得控制数据流图的非循环部分。进一步，所述步骤S3，包括：S31、对控制数据流图的循环部分进行最小迭代启动间隔时间计算；S32、将计算得到的最小迭代启动间隔时间作为初始的迭代启动间隔时间，使用列表调度算法对控制数据流图的循环部分进行调度；S33、迭代进行调度尝试直到满足以下条件时，继续执行步骤S34：调度成功或者调度的迭代尝试次数大于预设上限阈值；S34、判断是否调度完毕，若是，则结束，反之增加迭代启动间隔时间后，继续使用列表调度算法进行下一轮调度，并返回执行步骤S33。进一步，所述步骤S4，包括：S41、对控制数据流图的非循环部分的节点构建相应的调度变量；S42、根据调度变量，将所有调度约束都转化为对应的差分约束公式后，将获得的所有差分约束公式转化成整形规划矩阵；S43、根据高层次综合的需求结果，构建相应的目标函数；S44、将整形规划矩阵作为目标函数的约束条件，进行线性规划求解，判断是否能求解获得目标函数的最优值，若否，则返回执行步骤S43，反之获得该目标函数的最优值，同时获得对应的整形规划矩阵的值，进而获得每个节点的调度值。进一步，所述步骤S42中所述调度约束包括依赖约束、时序约束以及资源约束。进一步，所述依赖约束包括由电路描述中的数据依赖性引起的数据依赖约束以及由电路描述中的控制依赖性引起的控制依赖约束；所述调度约束为数据依赖约束时，采用以下公式将其转化为对应的差分约束公式：∀e(vi,vj)∈Ed:svend(vi)-svbeg(vj)≤0]]>上式中，svbeg(vj)表示节点Vj的调度变量起始值，svend(vi)表示节点Vi的调度变量结束值，节点Vi和节点Vj是具有数据依赖约束的两个操作节点且节点Vi必须在节点Vj调度前就调度完毕，e(vi,vj)表示节点Vi和节点Vj的数据依赖约束边，Ed表示控制数据流图中的所有数据依赖约束边的集合；所述调度约束为控制依赖约束时，采用以下公式将其转化为对应的差分约束公式：∀ec(bbi,bbj)∈Ec:svend(ssnk(bbi))-svbeg(ssrc(bbj))≤0]]>上式中，svbeg(ssrc(bbj))表示基础块bbj的调度变量起始值，svend(ssnk(bbi))表示基础块bbi的调度变量结束值，基础块bbi和基础块bbj是具有控制依赖约束的两个基础块且基础块bbj的操作节点必须在基础块bbi的所有操作节点均调度完毕之后才可调度，ec(bbi,bbj)表示基础块bbi和基础块bbj的控制依赖约束边，Ec表示控制数据流图中的所有控制依赖约束边的集合。进一步，所述时序约束包括相对时序约束和延时约束，相对时序约束包括最小相对时序约束和最大相对时序约束；所述调度约束为最小相对时序约束时，采用以下公式中将其转换为对应的差分约束公式：svbeg(vi)-svbeg(vj)≤-lij上式中，svbeg(vj)表示节点Vj的调度变量起始值，svbeg(vi)表示节点Vi的调度变量起始值，lij为自然数，节点Vi和节点Vj是具有最小相对时序约束的两个操作节点且节点Vj的调度必须比节点Vi的调度至少晚lij个时钟周期；所述调度约束为最大相对时序约束时，采用以下公式中将其转换为对应的差分约束公式：svbeg(vj)-svbeg(vi)≤uij上式中，svbeg(vj)表示节点Vj的调度变量起始值，svend(vi)表示节点Vi的调度变量起始值，uij为自然数，节点Vi和节点Vj是具有最大相对时序约束的两个操作节点且节点Vj与节点Vi之间的最大延迟路径为uij个时钟周期；所述调度约束为延时约束时，采用以下公式中将其转换为对应的差分约束公式：svend(ssnk(bbj))-svbeg(ssrc(bbi))≤Tlat其中，svend(ssnk(bbj))表示基础块bbj的调度变量结束值，svbeg(ssrc(bbi))表示基础块bbi的调度变量起始值，基础块bbi和基础块bbj是具有延时约束的两个基础块且基础块bbi和基础块bbj之间的最大延迟路径为Tlat个时钟周期。进一步，所述调度约束为资源约束时，采用以下公式中将其转换为对应的差分约束公式：svbeg(vπi)-svbeg(vπj)≤-Latency(vπi)上式中，svbeg(vπi)表示节点Vπi的调度变量起始值，svbeg(vπj)表示节点Vπj的调度变量起始值，节点Vπi和节点Vπj表示具有相同资源的一对节点，Latency(vπi)表示节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于差分约束系统与迭代模的高层次综合调度方法，其特征在于，包括：S1、获取输入的电路描述后构建对应的控制数据流图；S2、将控制数据流图划分为循环部分和非循环部分；S3、采用迭代模调度算法对控制数据流图的循环部分进行调度；S4、采用差分约束系统调度算法对控制数据流图的非循环部分进行调度；S5、对步骤S3和S4中得到的调度结果进行数学整合后，获得综合调度结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于差分约束系统与迭代模的高层次综合调度方法，其特征在于，包括：
S1、获取输入的电路描述后构建对应的控制数据流图；
S2、将控制数据流图划分为循环部分和非循环部分；
S3、采用迭代模调度算法对控制数据流图的循环部分进行调度；
S4、采用差分约束系统调度算法对控制数据流图的非循环部分进行调度；
S5、对步骤S3和S4中得到的调度结果进行数学整合后，获得综合调度结
果。
2.根据权利要求1所述的一种基于差分约束系统与迭代模的高层次综合调度方
法，其特征在于，所述步骤S2，包括：
S21、使用深度优先算法对控制数据流图中的所有操作节点进行排序；
S22、采用支配图迭代算法将排序后的控制数据流图的节点构建成对应的支
配树；
S23、检测提取支配树中的所有回边后，获取由回边构成的所有回路作为控
制数据流图的循环部分，进而获得控制数据流图的非循环部分。
3.根据权利要求1所述的一种基于差分约束系统与迭代模的高层次综合调度方
法，其特征在于，所述步骤S3，包括：
S31、对控制数据流图的循环部分进行最小迭代启动间隔时间计算；
S32、将计算得到的最小迭代启动间隔时间作为初始的迭代启动间隔时间，
使用列表调度算法对控制数据流图的循环部分进行调度；
S33、迭代进行调度尝试直到满足以下条件时，继续执行步骤S34：调度成
功或者调度的迭代尝试次数大于预设上限阈值；
S34、判断是否调度完毕，若是，则结束，反之增加迭代启动间隔时间后，
继续使用列表调度算法进行下一轮调度，并返回执行步骤S33。
4.根据权利要求1所述的一种基于差分约束系统与迭代模的高层次综合调度方
法，其特征在于，所述步骤S4，包括：
S41、对控制数据流图的非循环部分的节点构建相应的调度变量；
S42、根据调度变量，将所有调度约束都转化为对应的差分约束公式后，将
获得的所有差分约束公式转化成整形规划矩阵；
S43、根据高层次综合的需求结果，构建相应的目标函数；
S44、将整形规划矩阵作为目标函数的约束条件，进行线性规划求解，判断
是否能求解获得目标函数的最优值，若否，则返回执行步骤S43，反之获得该目
标函数的最优值，同时获得对应的整形规划矩阵的值，进而获得每个节点的调度
值。
5.根据权利要求4所述的一种基于差分约束系统与迭代模的高层次综合调度方
法，其特征在于，所述步骤S42中所述调度约束包括依赖约束、时序约束以及资
源约束。
6.根据权利要求5所述的一种基于差分约束系统与迭代模的高层次综合调度方
法，其特征在于，所述依赖约束包括由电路描述中的数据依赖性引起的数据依赖
约束以及由电路描述中的控制依赖性引起的控制依赖约束；
所述调度约束为数据依赖约束时，采用以下公式将其转化为对应的差分约束
公式：
∀e(vi,vj)∈Ed:svend(vi)-svbeg(vj)≤0]]>上式中，svbeg(vj)表示节点Vj的调度变量起始值，svend(vi)表示节点Vi的调
度变量结束值，节点Vi和节点Vj是具有数据依赖约束的两个操作节点且节点
Vi必须在节点Vj调度前就调度完毕，e(vi,vj)表示节点Vi和节点Vj的数据依赖
约束边，Ed表示控制数据流图中的所有数据依赖约束边的集合；
所述调度约束为控制依赖约束时，采用以下公式将其转化为对应的差分约束
公式：
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈弟虎，王自鑫，涂玏，李静波，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44