[发明专利]一种多核嵌入式系统的网络节点任务映射方法

权利要求书

1.一种多核嵌入式系统的网络节点任务映射方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)通过无线网络节点的拓扑结构得到无向节点图，并由此建立节点间的通信能耗矩阵与通信时间矩阵；

(2)根据感知/控制和执行功能得到任务间的相关性，由此得到任务的有向无环图，以及任务间的相关性矩阵；

(3)通过任务执行可靠性模型，建立任务可靠性与任务复制之间的关系；

(4)引入任务分配、频率选择、任务复制、任务执行起始时间、任务执行顺序优化变量，并构造相应的时间和能量约束，从而构建基于多核嵌入式系统的网络节点任务映射优化问题；

(5)将(4)所提出的优化问题线性化；

(6)针对(4)所提出的优化问题结构利用解耦以及任务分层方法，设计了低计算复杂度的启发式算法，以提高本映射方法的可扩展性。

2.根据权利要求1所述的一种多核嵌入式系统的网络节点任务映射方法，其特征在于，步骤(1)中节点图由一系列具有感知、执行或控制功能的节点所组成，每个节点的处理器为多核结构，考虑网络中所有节点一共有N个核{θ₁，...θ_N}，处理器的核为同构的并支持动态电压/频率调整技术，每个核拥有L个不同的V/F等级{(v₁，f₁)，...，(v_L，f_L)}，P_l是核工作在(v_l，f_l)时的功率，根据网络拓扑结构，可得到一个能量矩阵e＝[e_βγk]_N×N×N和一个时间矩阵t＝[t_βγ]_N×N，其中矩阵元素e_βγk和t_βγ分别表示将单位数据从核θ_β传输到核θ_γ时，核θ_k所需消耗的能量；以及数据从核θ_β传输到核θ_γ时所需要花费的时间，同一个节点的核与核之间传输数据的时间和能量消耗非常小，用足够小的正数σ_t和σ_e来表示。

3.根据权利要求1所述的一种多核嵌入式系统的网络节点任务映射方法，其特征在于，步骤(2)中，用M个具有相关性的任务{τ₁，...τ_M}来描述一个包括感知、控制、执行功能的应用，由此得到任务的有向无环图，对于每个任务τ_i，C_i表示任务的最差情况执行周期，D_i表示任务的执行截止时间，任务的相关性用一个二进制矩阵p＝[p_ij]_M×M来描述，如果任务τ_i与任务τ_j相关且任务τ_i在任务τ_j之前，则p_ij＝1，否则，p_ij＝0，如果任务τ_i和τ_j是相关的，任务τ_i执行完后会为任务τ_j生成一组大小为s_ij的数据。