吉 慧，周 磊

(扬州大学 信息工程学院， 江苏 扬州 225000)

一种针对多处理器片上系统的静态任务分配方法

吉 慧，周 磊

(扬州大学 信息工程学院， 江苏 扬州 225000)

随着集成技术的快速发展，使得单个芯片上集成IP核数目越来越多。然而，晶体管密度和处理器工作频率的不断提升，使得功耗密度持续增加，导致芯片热量的不断上升。因此，MPSoCs面临不可避免的散热问题。提出了一种基于处理器核区域均温(Regional Mean Temperature，RMT)的初始任务分配策略，该方法充分考虑到处理器核区域温度。通过向量距离计算处理器核温度梯度，使用遗传算法进行初始任务分配。实验结果表明，该策略相比于随机任务分配策略，峰值温度降低率、热点降低率和温度梯度降低率最高分别达到4.69%、42.31%和77.49%。

多处理器片上系统(MPSoCs)；任务分配；区域均温；遗传算法

Abstract With the rapid development of integration technology,more and more IP cores are integrated on a single chip.However,the improvement of the transistor density and processor working frequency results in increasing power density and heat generation.So MPSoCs are facing inevitable heat dissipation problems.In this paper,a task allocation method based on the Regional Mean Temperature(RMT) of the processor core is proposed.The method fully considers the regional temperature of processor cores by using vector distance to calculate temperature gradient and adopting genetic algorithm to assign the initial task.Experiment results indicate that,compared with the random task allocation strategy,the peak temperature reduction,hotspot reduction and temperature gradient reduction in RMT strategy can reach the maximum values of 4.69%,42.31% and 77.49%,respectively.

Key words Multiprocessor System-on-Chip(MPSoC);task allocation;regional mean temperature;genetic algorithm

0 引言

随着集成电路工艺技术的发展，芯片内部可集成的IP核数目不断增加，出于对可扩展性、连线延时和功耗等因素的考虑，片上网络(Network on Chip，NoC)逐渐成为多核间通信的主流方式[1-3]。传统全局互连方式(总线互连)已无法适应当前多处理器片上系统(MPSoCs)的通信需求。因此，结合片上网络(NoC)结构设计的新兴MPSoCs 随之涌现。然而，较大的晶体管密度及不断提高的处理器工作频率使芯片内功耗加大，导致 MPSoCs中处理器过热。过热的处理器温度，不仅降低系统的性能，同时缩短了元器件的寿命[4-6]。因此，热量分布和温度控制是设计MPSoCs的关键。

然而，系统初始运行状态下的任务初始分配对之后的热量分布和温度控制至关重要。……