[发明专利]一种片上网络任务调度方法及装置

权利要求书

1.一种片上网络任务调度方法，其特征在于，该方法包括：

根据片上网络的任务图以及各任务之间的执行关系进行任务分组，其中，所述执行关系包括并行关系和偏序关系；

生成初始种群，该初始种群包括多个部落，每个部落由与任务分组后得到的所有任务组一一对应的量子染色体构成，不同部落解码后对应不同的调度方案；

基于量子进化算法及预先设定的用于衡量调度方案性能指标的适应度函数对所述初始种群进行进化迭代，得到最优的调度方案；

所述性能指标包括通信功耗及通信时间，所述适应度函数包括用于计算通信功耗的第一函数及用于计算通信时间的第二函数；

所述第一函数为

Power＝∑_1≤i,j≤m(P_link*hop_i,j+P_switch*(hop_i,j+1))

其中，i和j表示具有通信依赖关系的两个处理核的编号，m表示处理核的总数，hop_i，j表示两个处理核i和j之间的通信路径所经历的链路条数，P_link表示每条通信链路上的功耗，P_switch表示每个交换结点的功耗；

所述第二函数为

Time＝∑_1≤i,j≤m(T_link*hop_i,j+T_switch*(hop_i,j+1))

其中，T_link表示每一条通信链路上传输数据的时间，T_switch表示在一个交换结点中路由缓存排队的时间；

此外，所述对所述初始种群进行进化迭代，得到最优的调度方案的步骤包括：

对所述初始种群中的各个部落分别进行解码，得到每个部落对应的调度方案；

按所述适应度函数计算出每个调度方案的性能指标，并根据所述性能指标以非支配排序算法确定当前的最优调度方案；

判断当前是否已满足预先设定的迭代终止条件；

若满足，则终止迭代，输出所述最优调度方案；

若不满足，则选择预定个数的性能指标最高的调度方案所对应的部落组成精英团，并采用量子旋转门对位于所述精英团以外的所有满足预设更新条件的部落中的每个量子染色体进行更新，所述量子旋转门表示为：

其中，表示待更新的部落中第p个任务组所对应的量子染色体中的第q个量子位，表示更新后的量子位，θ为根据当前的最优调度方案所对应的部落与待更新的部落之间的性能指标之差确定的旋转角，该旋转角的方向由待更新的量子位的概率幅度确定；

将更新后的部落与所述精英团共同构成新的种群，并基于该新的种群继续进行进化迭代，直至满足迭代终止条件后，输出当前的最优调度方案；

其中，针对所述初始种群中的每个部落，对该部落进行解码得到对应的调度方案的步骤包括：

获取该部落的每个量子染色体中的各个量子位的状态；

按照任务组编号依次针对每个量子染色体：将其中所有状态为1的量子位对应的处理核都纳入第一备选处理核集，并将第一备选处理核集中未被标记过的且具有最大概率幅度的处理核标记为该量子染色体对应的任务组所应被调度到的目标处理核，

如果该量子染色体中不存在状态为1的量子位或者所述第一备选处理核集中的元素已全部被标记过时，则将该量子染色体中所有状态为0的量子位对应的处理核都纳入第二备选处理核集，然后将第二备选处理核集中未被标记过的且具有最大概率幅度的处理核标记为该量子染色体对应的任务组所应被调度到的目标处理核。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据片上网络的任务图以及各任务之间的执行关系进行任务分组的步骤包括：

步骤S1：选择所述任务图中任意一个无前驱结点的任务结点作为起始结点，判断该起始结点是否存在直接后继结点，若存在，则沿一条包括所述起始结点的分支顺位选择至少一个后继结点作为该起始结点的同组任务结点，若不存在，则直接将该起始结点独立地作为一个任务分组；

步骤S3：在所述任务图中对已完成分组的任务结点进行标记，并将尚未被标记的各个任务结点构成的任务图作为新的任务图；

步骤S5：基于得到的所述新的任务图，重复执行步骤S1和S3，直至最初始的任务图中的所有任务结点已全部被标记。