作節(jié)點指的是輸入的電路描述中出現(xiàn)的運算操作集合，而根據(jù)控制關(guān)系的不 同，一個或多個操作節(jié)點集合可構(gòu)成一個基礎(chǔ)塊。在圖中，實線部分象征著的是數(shù)據(jù)依賴關(guān) 系邊，虛線部分象征著的是控制依賴關(guān)系邊，每個橢圓代表一個操作節(jié)點，每個方框代表一 個基礎(chǔ)塊。每個電路描述均可用這樣的一個有向圖進行表示。實際操作中，可以通過LLVM 編譯系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)流圖，將指令類型、數(shù)據(jù)依賴關(guān)系及控制跳轉(zhuǎn)等信息抽象成為模型，構(gòu)建 控制數(shù)據(jù)流圖，便于各項優(yōu)化包括調(diào)度、資源分配及復(fù)用等工作，本實施例中，構(gòu)建控制數(shù) 據(jù)流圖用于進行高層次綜合調(diào)度。
[0016] 如圖2所示，一種基于線性延時模型的高層次綜合調(diào)度方法，包括： 51、 獲取輸入的電路描述后構(gòu)建對應(yīng)的控制數(shù)據(jù)流圖； 52、 對控制數(shù)據(jù)流圖中的操作運算進行分類，為每一類操作運算建立對應(yīng)的延時模 型； 53、 基于延時模型對操作運算進行延時估算； 54、 計算控制數(shù)據(jù)流圖中任意數(shù)據(jù)路徑的延時信息； 55、 將計算出的延時信息標(biāo)注至控制數(shù)據(jù)流圖中，并根據(jù)帶有延時信息的控制數(shù)據(jù)流 圖構(gòu)建如圖3所示的調(diào)度圖； 56、 采用差分約束系統(tǒng)調(diào)度算法對調(diào)度圖進行調(diào)度得到調(diào)度結(jié)果。
[0017] 進一步地，所述操作運算包括邏輯操作運算、數(shù)學(xué)計算操作運算和比較大小的操 作運算，所述步驟S2包括： 將邏輯操作運算劃為一類并建立如圖4所示的位級并行延時模型 d(L.D=D=j，式中d(i，j)表示操作運算從任意第i輸入位至任意第j輸出位的延 時，D即為該操作運算的關(guān)鍵路徑延時，為常數(shù)，； 將數(shù)學(xué)計算操作運算劃分為一類并建立如圖5所示的位級線性增量延時模型 位至第0輸出位的延時； 將比較大小的操作運算劃分為一類并建立如圖6所示的位級線性減量延時模型 最高輸入位至最高輸出位的延時，N為該算子的輸入位寬； 將邏輯操作運算、數(shù)學(xué)計算操作運算和比較大小的操作運算之外的操作運算劃分為一 類并建立黑盒模型d(U)-二￡)。
[0018] 進一步地，所述步驟S4包括：從頂至下遍歷該數(shù)據(jù)路徑，計算該數(shù)據(jù)路徑的延時 信息，計算方法詳細(xì)如下： 當(dāng)延時模型為黑盒模型時，按照公式
計 算數(shù)據(jù)路徑的延時信息，其中，:i||_|為算子V第M輸出位的延時，魏為算子v的第1 輸出位的延時，為算子u的第N輸出位的延時，_|||為算子u的第1輸出位的延 時； 當(dāng)延時模型為位級并行延時模型時，按照公;r
十算數(shù)據(jù)路徑 的延時信息； 當(dāng)延時模型為位級線性增量延時模型時，按照公式
@計算數(shù)據(jù)路徑的延時信息，其中， = .D^X - 1.、.}十; 當(dāng)延時模型為位級線性減量延時模型時，按照公式
十算數(shù)據(jù)路徑的延時信息，其中，
[0019] 進一步地，所述步驟S6包括： 561. 對調(diào)度圖的節(jié)點構(gòu)建相應(yīng)的調(diào)度變量； 562. 根據(jù)調(diào)度變量，將所有調(diào)度約束都轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的差分約束公式后，將獲得的所有 差分約束公式轉(zhuǎn)化成整形規(guī)劃矩陣； 563. 根據(jù)高層次綜合的需求結(jié)果，構(gòu)建相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)； 564. 將整形規(guī)劃矩陣作為目標(biāo)函數(shù)的約束條件，進行線性規(guī)劃求解，判斷是否能求解 獲得目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值，若否，則返回執(zhí)行步驟S63,反之獲得該目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值，同時獲 得對應(yīng)的整形規(guī)劃矩陣的值，進而獲得調(diào)度結(jié)果。
[0020] 如圖7所示，是應(yīng)用本發(fā)明的方法測試包含12個不同領(lǐng)域的算法程序的程序集 CHStone的結(jié)果，可知，與傳統(tǒng)方法對比，本發(fā)明中提出的延時計算方法可將最終調(diào)度結(jié)果 總延時減少平均22%，并且相比傳統(tǒng)方法，本發(fā)明所使用的線性模型可使算法的復(fù)雜度控制 為多項式時間復(fù)雜度，從而使高層次綜合的結(jié)果準(zhǔn)確且快速，進而可以更加準(zhǔn)確快速地生 成集成電路結(jié)構(gòu)，滿足集成電路發(fā)展的需要。
[0021]上述實施例僅為本發(fā)明的其中具體實現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能 因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些顯而易見的替換形式均 屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于線性延時模型的高層次綜合調(diào)度方法，其特征在于，包括w下步驟： 51、 獲取輸入的電路描述后構(gòu)建對應(yīng)的控制數(shù)據(jù)流圖； 52、 對控制數(shù)據(jù)流圖中的操作運算進行分類，為每一類操作運算建立對應(yīng)的延時模 型； 53、 基于延時模型對操作運算進行延時估算； 54、 計算控制數(shù)據(jù)流圖中任意數(shù)據(jù)路徑的延時信息； 55、 將計算出的延時信息標(biāo)注至控制數(shù)據(jù)流圖中，并根據(jù)帶有延時信息的控制數(shù)據(jù)流 圖構(gòu)建調(diào)度圖； 56、 采用差分約束系統(tǒng)調(diào)度算法對調(diào)度圖進行調(diào)度得到調(diào)度結(jié)果。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于線性延時模型的高層次綜合調(diào)度方法，其特征在 于，所述操作運算包括邏輯操作運算、數(shù)學(xué)計算操作運算和比較大小的操作運算，所述步驟 S2包括： 將邏輯操作運算劃分為一類并建立位級并行延時模型：dfij)=巧，巧=i，式中 d(i，j)表示操作運算從任意第i輸入位至任意第j輸出位的延時，D即為該操作運算的關(guān) 鍵路徑延時，為常數(shù)； 將數(shù)學(xué)計算操作運算劃分為一類并建立位級線性增量延時模型： 淺顯穀巧替技餐緑可蘇雜鱗聲:纖繪:;|，式中覇技為模型中的每位延時增量轅為第0輸入 位至第0輸出位的延時； 將比較大小的操作運算劃分為一類并建立位級線性減量延時模型： 泳錢穀礙篡P -發(fā)私舞..I:的 最高輸入位至最高輸出位的延時，N為該算子的輸入位寬； 將邏輯操作運算、數(shù)學(xué)計算操作運算和比較大小的操作運算之外的操作運算劃分為一 類并建立黑盒模型：d(U)二巧。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于線性延時模型的高層次綜合調(diào)度方法，其特征在 于，所述步驟S4包括：從頂至下遍歷該數(shù)據(jù)路徑，計算該數(shù)據(jù)路徑的延時信息，計算方法詳 細(xì)如下： 當(dāng)延時模型為黑盒模型時，按照公計 算數(shù)據(jù)路徑的延時信息，其中，綠^|潑：|勸算子V第M輸出位的延時，鍵棄為算子V的第1 輸出位的延時，為算子U的第N輸出位的延時，攝III!為算子U的第1輸出位的延 時； 當(dāng)延時模型為位級并行延時模型時，按照公式計算數(shù)據(jù)路徑 的延時信息； 當(dāng)延時模型為位級線性增量延時模型時，按照公式計算數(shù)據(jù)路徑的延時信息，其中，當(dāng)延時模型為位級線性減量延時模型時，按照公式計算數(shù)據(jù)路徑的延時信息，其中，4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于線性延時模型的高層次綜合調(diào)度方法，其特征在 于，所述步驟S6包括：561. 對調(diào)度圖的節(jié)點構(gòu)建相應(yīng)的調(diào)度變量；562. 根據(jù)調(diào)度變量，將所有調(diào)度約束都轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的差分約束公式后，將獲得的所有 差分約束公式轉(zhuǎn)化成整形規(guī)劃矩陣；563. 根據(jù)高層次綜合的需求結(jié)果，構(gòu)建相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)；564. 將整形規(guī)劃矩陣作為目標(biāo)函數(shù)的約束條件，進行線性規(guī)劃求解，判斷是否能求解 獲得目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值，若否，則返回執(zhí)行步驟S63,反之獲得該目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值，同時獲 得對應(yīng)的整形規(guī)劃矩陣的值，進而獲得調(diào)度結(jié)果。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于線性延時模型的高層次綜合調(diào)度方法，包括：獲取輸入的電路描述后構(gòu)建對應(yīng)的控制數(shù)據(jù)流圖；對控制數(shù)據(jù)流圖中的操作運算進行分類，為每一類操作運算建立對應(yīng)的延時模型；基于延時模型對操作運算進行延時估算；計算控制數(shù)據(jù)流圖中任意數(shù)據(jù)路徑的延時信息；將計算出的延時信息標(biāo)注至控制數(shù)據(jù)流圖中，并根據(jù)帶有延時信息的控制數(shù)據(jù)流圖構(gòu)建調(diào)度圖；采用差分約束系統(tǒng)調(diào)度算法對調(diào)度圖進行調(diào)度得到調(diào)度結(jié)果。本發(fā)明所使用的線性延時模型在保證估算的準(zhǔn)確性同時降低算法時間復(fù)雜度為多項式時間復(fù)雜度，可以快速、準(zhǔn)確的求解調(diào)度目標(biāo)函數(shù)得到一個準(zhǔn)確的結(jié)果，使得整體的調(diào)度結(jié)果更優(yōu)，從而能夠更加快速準(zhǔn)確地生成硬件電路結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105005638
【申請?zhí)枴緾N201510303826
【發(fā)明人】郭建平, 王自鑫, 陳弟虎, 羅新潮, 黃侃, 涂玏
【申請人】廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國際聯(lián)合研究院, 中山大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月4日