A mapping algorithm based on catastrophic genetic annealing is invented to satisfy the bandwidth constraints of low-energy network-on-chip. This algorithm is based on standard genetic algorithm and introduces Boltzmann selection method to optimize the optimal individuals after genetic operation by multi-neighborhood simulated annealing operation, and to re-initialize the parts of the stagnant population by catastrophic operation. Volume, the invention can dynamically adjust the probability of individual selection according to the results of current population fitness calculation, so that the algorithm searches to the direction of optimal fitness and jumps out of local extremum. The invention has the advantages of good optimization performance, fast convergence speed and low communication energy consumption.
【技术实现步骤摘要】
一种改进的遗传退火的片上网络映射方法所属
本专利技术涉及片上网络中映射算法的设计。
技术介绍
随着纳米级CMOS集成电路技术的发展,集成度的提高,片上系统将集成更多的异源处理器核来实现更复杂的功能.传统片上系统采用的总线通信结构将难以满足众多处理器核的通信需求,成为限制系统性能提高的关键因素.借鉴了分布式计算系统的通信方式、采用路由和分组交换技术替代传统总线的片上网络结构被认为是最有希望解决复杂片上通信问题的新方法,成为研究的热点。NoC由计算资源与通信网络两部分组成。计算资源由IP核与本地内存构成,可独立完成广义的“计算”任务。IP核可以是CPU、DSP、RAM、高带宽的I/O设备、可重构硬件单元等,通过网络接口(NetworkInterface,NI)与网络相连。通信网络主要包括路由器与网络接口,路由器与路由器、路由器与网络接口之间链路连接,实现资源节点间的高速数据通信。随着集成度的不断提高,系统的功耗也会在不断的增加,如何有效地降低整个系统功耗成为片上网络设计的关键问题.IP核映射是片上网络设计中的一个重要步骤.不同的映射结果对系统的执行效率、通信能耗、通信时延等性能有着重要的影响.通过各种方法实现IP核映射以降低通信能耗变得越来越重要。映射就是将任务图中的IP核放置在拓扑结构的资源上的过程,决定了IP核与网络中的路由器的连接关系。在给定网络拓扑结构和具体应用通信任务图的情况下,IP核在网络中的相对位置对系统的性能有着重要的影响。映射可分为动态映射和静态映射。在动态映射中,任务或IP核映射的位置可以随着片上网络资源分配需要而改变,各任务之间的通信量也 ...
【技术保护点】
1.改进的遗传退火的片上网络映射方法包括灾变遗传和多邻域模拟退火两部分,在标准的遗传操作中,引Boltzmann选择方法接收优良个体,并使用精英操作保存最优个体,提高算法搜索效率,当个体经过交叉操作和变异操作后,对不满足带宽约束的个体重新进行交叉和变异操作,使其满足约束条件,然后映射任务到片上网络,评价个体适应度,并按照适应度大小进行排序,选择当前L个较优解进行多邻域模拟退火操作,加强算法的局部搜索能力,并将经退火操作的个体替换较差的个体产生新一代种群,若算法进入停滞状态,则采用灾变操作,构建新个体,形成新种群.若满足算法终止条件,即达到最大迭代次数或者温度已降到冷却状态,则算法结束,输出最优值;否则,继续迭代搜索最优值。
【技术特征摘要】
1.改进的遗传退火的片上网络映射方法包括灾变遗传和多邻域模拟退火两部分,在标准的遗传操作中,引Boltzmann选择方法接收优良个体,并使用精英操作保存最优个体,提高算法搜索效率,当个体经过交叉操作和变异操作后,对不满足带宽约束的个体重新进行交叉和变异操作,使其满足约束条件,然后映射任务到片上网络,评价个体适应度,并按照适应度大小进行排序,选择当前L个较优解进行多邻域模拟退火操作,加强算法的局部搜索能力,并将经退火操作的个体替换较差的个体产生新一代种群,若算法进入停滞状态,则采用灾变操作,构建新个体,形成新种群.若满足算法终止条件,即达到最大迭代次数或者温度已降到冷却状态,则算法结束,输出最优值;否则,继续迭代搜索最优值。2.根据权利要求1所述的改进的遗传退火的片上网络映射方法,灾变遗传算法是一种启发式随机搜索算法,种群规模的大小对算法的搜索效率影响非常大,在片上网络映射应用中,采用实数编码方式,设定染色体的长度等于IP核通信任务图中IP核的数目,并将IP核的编号作为遗传基因,数值为1~N,由于二维网格结构中tile的位置是按固定顺序排列的...
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