项目名称: 面向MPSoC的确定性结构化并行程序设计与分析方法研究

项目编号: No.61300010

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 自动化技术、计算机技术

项目作者: 计卫星

作者单位: 北京理工大学

项目金额: 23万元

中文摘要: 为满足计算密集型应用对高性能计算的需求,多核处理器目前已经在嵌入式和实时系统中得到了广泛的应用,然而现有基于线程模型的并行程序设计方法使并行程序的推理与分析变得非常困难,程序的执行也具有不确定性,因此极大地影响了嵌入式实时系统的可靠性和可预测性。结构化并行程序设计中采用特定并行结构及其组合嵌套完成并行算法的描述,程序具有良好的结构特征,且部分并行结构能够从语义上保证执行的确定性。本课题提出将确定性结构化并行程序设计方法引入到嵌入式多核系统中,探讨使用精确和完全的数据竞争检测技术对该类程序进行确定性验证的方法;研究如何利用程序的良好结构特征简化并行程序的推理与分析工作;结合嵌入式多核平台的硬件特征,探讨确定性结构化并行程序的WCET分析算法,基于profiling技术的系统能耗分析与优化方法。本课题的研究对提高嵌入式并行软件的设计与验证效率,提高实时系统的可靠性和可预测性具有重要的意义。

中文关键词: 并行编程;确定性并行;多核处理器;嵌入式系统;

英文摘要: Multi-core processors have been widely used in embedded and realtime systems to meet the needs on high performance computing of compute-intensive applications. However, current approaches to parallel programming based on threading model lead to overly complexity in program reasoning and analysis. The challenges of parallel programming, as well as the non-deterministic execution of parallel programs, lead to unreliable and unpredictable softwares for embeded and real-time systems. Structured parallel programming is a more promising approach to design and implement parallel algorithms, as efficent and reliable programs can be designed with the composition of a number of common parallel patterns. Some of the well choosed paralel structures not only lead to a proper program structure, but also is deterministic in semantics. This research introduces deterministic and structured parallel programming for MPSoC(multiprocessor System-on-Chip) platforms to simplify the reasoning and analysis of parallel programs. The objective is to develop simple and domain specific parallel constructs for embedded applications. In addition to build a sound and complete race detector to verify the determinism of these programs, this project also explores various program analysis based on the proper program structure, including WCET

英文关键词: Parallel Programming;Deterministic Parallelism;Multi-core Processor;Embedded System;

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