[发明专利]一种具有存储感知的多层分块调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有存储感知的多层分块调度方法。

背景技术

大多数科学与数据信号的处理应用都是迭代递归循环的。这类任务在嵌入式多处理器上执行时遇到了两个挑战：第一，大多数数据信号处理任务是计算敏感型和数据敏感型应用，对于这类应用，效率不好的调度策略将会产生大量的写操作，因此会消耗大量的时间和能耗；第二，相对于存储器接收速度来说CPU速度发展的过于快速，存储器的存储速度缓慢严重阻碍了系统性能的提高。虽然嵌入式多处理器拥有一套属于自己的指令集，可通过软件编程灵活实现不同的计算任务，但是受到指令的编码和执行顺序制约，存储器访问瓶颈及固定的控制体系结构的限制，往往不能到达最高速度和最佳效率。

预取（prefetching）策略是针对存储延迟提出的一种能有效提高系统的性能的技术，即在一个数据有需求之前就把这个数据存入高速缓冲存储器（cache），这样能够容忍长时间的存储延时。现有技术中的预取策略可以分为三类：基于硬件的预取策略，基于软件的预取策略以及基于硬件和软件的预取策略。但是基于硬件的预取策略要求一些支持单元链接到高速缓冲存储器cache，并且在执行的过程中依赖于动态可用的信息。而基于软件的预取策略依赖于编译器技术去分析一段静态程序，并在程序代码中加入预取指令。但是，太多的预取操作将会导致一个不平衡的调度且存储延时会很长。

为此，很多嵌入式多处理器已使用SPM来代替Cache，SPM是一种镶嵌在芯片上的小型存储器，是一种编译器支持且可通过软件进行管理的存储器。SPM存储器实际上可以看成每一个核core的本地存储器，能进一步优化系统的性能，并且能有效的减少能量的消耗。但是对于大规模数据信号处理任务，不当的资源管理调度策略执行过程将会产生大量的写操作。

为了增加数据的本地存储，很多研究都致力于根据任务的情况进行资源整合管理。传统的多维任务资源管理方法，执行任务是按照任务的依赖关系以行-列（row-column）或者column-row顺序执行。由于本地存储器的限制，这种执行方法会产生大量的数据需要写入主存中，甚至会造成很多数据的丢失。

发明内容

本发明提供了一种具有存储感知的多层分块调度方法，其目的在于，通过对迭代空间进行合理的多次分块来对资源进行管理分配与调度，克服现有技术中存在的资源分配不合理导致调度策略执行时，完成时间长且能量消耗多的问题，同时克服由于本地存储器的限制，容易造成数据丢失的问题。

一种具有存储感知的多层分块调度方法，包括以下步骤：

步骤1：所有的任务被执行一次作为一个迭代，以需要执行多次的具有执行顺序的一组任务构建的迭代空间作为分块对象，确定迭代空间的分块向量（P_i，P_j）方向，分块在Pj方向上的大小为f，分块在Pi方向上的大小为h，从任务间的依赖关系集合D中找出最外边的两个依赖CW和CCW，P_i=CCW和P_j=CW；

步骤2：确定当前迭代所需要装载和保存的数据大小与分块向量大小f和h的关系式，以及当前迭代的调度长度Ls；

步骤3：按照策略一和策略二确定分块向量的大小f和h；

1）设定f为1，根据策略一和策略二计算h，分别得到h1和h2；

策略一：2NUM_other+NUM_top+NUM_next≤M_s；

策略二：(NUM_top+NUM_other)Tw+NUM_other×Tr≤Ls×f×h；

2）若h1>h2，则h的取值为h2，采用策略一和策略二计算f，分别得到f1和f2，进入3）；

否则，分块大小h的取值为h1，f的取值为1；

3）若f1>1，分块大小确定为f1*h2；否则分块大小为f*h1，且f=1；

步骤4：采用迭代重计时技术，分散任务之间的延时改变任务之间里层循环的依赖关系，重构分块空间；

步骤5：按照分块大小f*h划分第一次分块空间，把第一次分块所产生的每一个子分块当作一个节点即作为一个簇任务，构成新的迭代空间，按照步骤1依次对每个子分块进行分块，获得第二次分块的方向向量（P2_i，P2_j）；

步骤6：确定第二次分块向量的大小；