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一种基于离散Hopfield神经网络的RTOS功耗优化方法
  • ISSN号:0254-4164
  • 期刊名称:《计算机学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP316[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]四川大学计算机学院,成都610065, [2]电子科技大学机械电子工程学院,成都610054, [3]拉筹伯大学计算机科学与工程系 墨尔本 VIC3086 澳大利亚, [4]西南交通大学信息科学与技术学院,成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金(60572026)资助
中文摘要:

RTOS(Real-Time Operating System,实时操作系统)是SoC(System-on-a-Chip,系统芯片或片上系统)的一个重要组成部分,其功耗一般约占整个系统功耗30~40%的比例,而基于软/硬件划分的RTOS功耗优化方法(简称RTOS-Power划分)能够明显地减少SoC的功耗.因此,文中首先引入了RTOS-Power划分问题的一个新模型,这有助于理解RTOS-Power划分的本质.然后,提出了一种基于离散Hopfield神经网络的RTOS-Power划分方法,重新定义了神经网络的神经元表示、能量函数、运行方程和系数.最后,对该方法进行了仿真实验,并同遗传算法和蚂蚁算法进行了性能比较.实验结果表明:该文提出的方法能够以相对较小的代价(FPGA开销小于4K个可编程逻辑块)取得高达60%的功耗节省,同时,与纯软件实现的RTOS相比,系统性能也得到了相应的提高.

英文摘要:

 The RTOS (Real-Time Operating System) is a critical component in the SoC (System-on-a-Chip), which consumes the 30~40% of total system energy in average. Power optimization based on hardware-software partitioning of a RTOS (RTOS-Power partitioning) can significantly reduce the energy consumption of a SoC. This paper presents a new model for RTOS-Power partitioning, which helps in understanding the essence of the RTOS-Power partitioning techniques. A discrete Hopfield neural network approach for implementing the RTOS-Power partitioning is proposed, where a novel neuron expression, energy function, operating equation and coefficients of the neural network are redefined. Simulations are carried out with comparison to generic algorithm and ant algorithm. Experimental results demonstrate that the proposed method can achieve higher energy savings up to 60% at relatively low costs of less than 4K PLBs while increasing the performance compared to the SoC-RTOS realized purely in software.

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期刊信息
  • 《计算机学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所
  • 主编:孙凝晖
  • 地址:北京中关村科学院南路6号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjc@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620695
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4164
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1826/TP
  • 邮发代号:2-833
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:48433