动态部分可重构系统空闲资源全集管理
摘 要 可重构系统兼具了传统处理器的灵活 性 和 接 近 于 ASIC 的 计 算 速 度,FPGA 的 动 态 部 分 重 构 能 够 实 现 计 算 和重构操作的同时进行,使系统能够动态地改变任务的运行。在动态部分可重构系统中,高效的空闲资源管理策 略 对
系统整体性起着非常重要的作用。提出了一种 基 于 单 向 栈 的 算 法 来 寻 找 最 大 空 闲 矩 形 (MFR)。 利 用 可 重 构 计 算 单
第 40 卷 第 2 期 2013 年 2 月
计算机科学 Computer Science
Vol.40 No.2 Feb 2013
动态部分可重构系统空闲资源全集管理研究
柴 亚 辉1,2 张 胜 辉2 黄 卫 春2 刘 觉 夫2 徐 炜 民1
(上 海 大 学 计 算 机 工 程 与 科 学 学 院 上 海 200072)1 (华 东 交 通 大 学 信 息 工 程 学 院 南 昌 330013)2
M value in and out of one-way stack to find all maximal free rectangles.We used simulation experiments to simulate the algorithm,and the results show that the this algorithm improves the performance of searching complete free resources. Keywords Dynamic partial reconfiguration,Field programmable gate array,Maximal free rectangles,One-way stack
Abstract Reconfigurable computing system has the flexibility of traditional processor and the speed of ASIC approxi- mately.Dynamic partial reconfigurable system realizes the computing and reconfiguration at the same time,in which an
Completed Free Resource Management Research on Dynamic Partial Reconfigurable System
CHAI Ya-hui 1,2 ZHANG Sheng-hui 2 HUANG Wei-chun2 LIU Jue-fu2 XU Wei-min1 (College of Computer Engineering and Science,Shanghai University,Shanghai 200072,China)1 (College of Information Engineering,East China Jiaotong University,Nanchang 330013,China)2
近年来,FPGA(Field Programmable Gate Array)作 为 可 重构硬件技术的代表,既具有通用处理器的灵活性,又具备 硬 件 的 速 度 优 势 ,一 直 备 受 业 界 关 注 。 [1,3] 其 重 构 方 式 有 以 下 2 种分类:一种分类为完全可重构和部分可重构;另一种分类 为 静态可重构与动态可重构。由于动态部分可重构硬件在运行 时 改 变 芯 片 配 置 不 影 响 芯 片 上 原 有 任 务 的 执 行 ,因 此 与 传 统 可重构硬件相比,其 配 置 更 灵 活 ,芯 片 利 用 率 更 高[2]。 合 理、 高效地寻找空闲资源全集策略对系统整体性能起着非常重要 的 作 用[4]。
efficient free resource management scheme is very important to achieve high performance.This paper introduced an effi- cient algorithm to find a series of maximal free rectangles(MFR)based on one-way stack.The algorithm uses different
1 相 关 研 究
价任务在 FPGA 上 的 布 局 好 坏,因 此 不 利 于 资 源 的 高 效 使 用。
元的不同 M 值进出单向栈来找到所有最大空闲矩形。通过 实 验 表 明,算 法 通 过 使 用 单 向 栈 与 算 法 优 化,有 效 地 提 高
了查找空闲资源全集的性能。
关 键 词 动 态 部 分 可 重 构 ,可 配 置 的 逻 辑 门 阵 列 ,最 大 空 闲 矩 形 ,单 向 栈 中 图 法 分 类 号 TP302,TP316 文 献 标 识 码 A
务放置的成功率受到较大影响。通过顶点链表来管理 FPGA 上的空闲资源是由 Tabero[7]提出 来 的,但 是 任 务 的 动 态 添 加 和删除使得顶点链表的管 理 和 查 找 比 较 复 杂 。Handa[8]使 用 寻 找 最 大 空 闲 矩 形 的 完 全 集 来 实 现 空 闲 资 源 的 管 理 ,但 其 使 用的楼梯 算 法 比 较 复 杂 。SLA(Scanning Line Algorithm)[9] 利用叫做“Valley Point”的算法来 搜 索 所 有 的 最 大 空 闲 矩 形, 其搜索所有的 最 大 空 闲 矩 形 MFR(Maximal Free Rectangle) 的算法的复杂度比较高。在文献[10]中通过管理被任务 占 用 的 区 域 来 间 接 地 管 理 空 闲 区 域 ,这 种 方 法 由 于 不 能 很 好 地 评
存储管理动态分区分配及回收算法
存储管理动态分区分配及回收算法存储管理是计算机系统中的重要组成部分,它负责管理和分配计算机中的物理内存资源。
在计算机系统中,通过动态分区分配和回收算法来实现对这些资源的有效利用。
本文将介绍动态分区分配和回收算法的原理、主要算法以及优缺点。
动态分区分配是一种灵活、动态的内存分配方式,它根据进程的需求动态地分配内存空间。
动态分区分配算法有多种,其中最常用的有首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。
首次适应算法(First Fit)是最常用的分配算法之一、它从低地址开始寻找第一个满足要求的空闲分区来分配进程。
这种算法的优点是简单、高效,但是可能会产生大量的碎片空间,降低内存的利用率。
最佳适应算法(Best Fit)是在所有空闲分区中找到一个大小最适合进程的分区来分配。
它的主要思想是选择一个更接近进程大小的空闲分区,以减少碎片空间的产生。
然而,这种算法的缺点是需要遍历整个空闲分区链表,因此效率相对较低。
最坏适应算法(Worst Fit)与最佳适应算法相反,它选择一个大小最大的空闲分区来分配进程。
这种算法的好处是可以尽可能地保留大块的碎片空间,以便后续分配使用。
但是,它也会导致更多的碎片空间浪费。
动态分区的回收算法是用于回收被释放的内存空间并合并相邻的空闲分区,以尽量减少碎片空间的产生。
常见的回收算法有合并相邻空闲分区算法和快速回收算法。
合并相邻空闲分区算法会在每次有分区被回收时,检查是否有相邻的空闲分区可以合并。
如果有,就将它们合并为一个大的空闲分区。
这样可以最大程度地减少碎片空间,提高内存的利用效率。
快速回收算法是一种将被释放的分区插入到一个空闲分区链表的头部,而不是按照地址顺序进行插入的算法。
这样可以减少对整个空闲分区链表的遍历时间,提高回收的效率。
总结起来,动态分区分配和回收算法在存储管理中起着重要的作用。
首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法是常用的动态分区分配算法,它们各自有着不同的优缺点。
基于最大空闲矩形的可重构资源管理方法
中圈分类号;P1 T3
基 于 最 大 空闲矩形 的可 重构 资源 管 理 方 法
李 涛 ,杨愚鲁
( 南开大学计算机科学与技术系 ,天 津 3 0 7 ) 0 0 1
摘
要: 可重构硬件如 F G P A的规模和集成度 的提高使其承载 的硬件任务越 来越 多,F G P A的动态部分重构能力使任务可在系统运行过程
FP GA. s l h w h tT' KAM ER a o u e alt e M ERse c e t ,a d f c ltt e u i z t n o e p ri l yn i a e o fg r b e Re u t s o t a I s ' - c n c mp t l h f i n l n a i ae t t i a i ft ata l d a c lr c n u a l i y i h l o h y m i
近 年来 ,可 重 构 硬 件 技术 的不 断进 步 使 得 可 重 构系 统成
T br aeo采用 顶 点 链 表 来 管理 F G 上 的 空 闲资 源 , 由于 任 PA
为当前 的研究热点之一 ,F G 是构成可重构系统的常 用器 PA 件 J 。。动态 部分重构的提 出使系统可在 运行 时动态地重构 F GA 的部分区域 ,而不影响其他区域的功能 ,使系统获得 P 较高的性能加速比;与 ASC相 比,提高 了系统资源利用率。 I 随着 F GA尺寸 的增加和集成度的提高 ,在 F G P P A上同时承 载的任 务也越来越多 ,可重构资源管理和任务调度与布局等 操作系统功能对系统性能的影响更加明显 。与传统的处理器 方式不同,动态部分重构使得 F G P A更像是一个资源池,而 不是顺序执行的处理单元。在 F G 上执行 一个任务分为 2 PA 个阶段:() 1根据硬件任务的尺 寸在可重构资源 中找到一块可 以容纳该任务的空闲逻辑资源 ;() 2使用重构控制器对其进行 功能重构并启动该任 务的执行。随着任务在 F G P A上的不断 添加和删除,如 同内存使 用一样 ,也会造成逻辑资源碎 片的
可重构网络系统的设计与实现
可重构网络系统的设计与实现随着计算机技术的不断进步,网络已经成为了日常生活中不可缺少的一部分。
可重构网络系统作为一种较新的网络技术,受到了越来越多的关注,并逐渐成为了潜在的研究热点。
本文就可重构网络系统的设计与实现进行阐述,有助于读者深入了解这种新型网络技术。
一、可重构网络系统的定义可重构网络系统是指一种能够在运行时更改其结构和行为的网络系统。
这种技术的主要目的是提高网络系统的灵活性和可扩展性。
在可重构网络系统中,网络设备可以被动态地重新配置,使得网络能够在运行时完成对数据的处理和转发。
二、可重构网络的实现方式可重构网络系统的实现方式多种多样,主要包括三种方式:可编程逻辑器件、基于软件的可重构网络和体系结构支持的可重构网络。
1. 可编程逻辑器件可编程逻辑器件是一种基于可编程逻辑芯片的可重构网络技术。
可编程逻辑芯片是一种可编程的数字电路,具有可重构性能和大量的资源,可以实现各种各样的网络应用。
在可编程逻辑芯片的支持下,可重构网络设备能够实现动态重新配置和实时处理数据的功能。
2. 基于软件的可重构网络基于软件的可重构网络是一种通过软件配置和运行的可重构网络技术。
在这种网络中,网络设备使用通用计算机硬件和操作系统,通过软件实现网络协议的处理和路由的转发。
这种方式的优点是能够提供灵活性和可扩展性,但缺点是由于软件运行的复杂性,可能会导致性能瓶颈。
3. 体系结构支持的可重构网络体系结构支持的可重构网络是一种基于现代计算机体系结构的可重构网络技术。
这种技术将网络协议的处理和路由的转发分解为多个子操作,然后分别利用专门的硬件模块来完成每个子操作。
这种技术的优点是能够提供高效的数据处理和转发,但缺点是由于专用硬件的使用,缺乏灵活性和可扩展性。
三、可重构网络系统的设计可重构网络系统的设计需要根据不同的网络需求和应用场景进行不同的设计。
在实际应用中,需要考虑以下几个方面:1. 硬件设计:硬件是可重构网络系统的核心组成部分,需要根据需要选择合适的硬件平台和逻辑设备,以实现网络的功能。
基于模块化设计方法实现FPGA动态部分重构汇总
基于模块化设计方法实现FPGA动态部分重构动态部分重构可以通过两种方法实现:基于模块化设计方法(Module-BasedParTIalReconfiguration)和基于差别的设计方法(Difference-BasedPartialReconfiguration),本文以基于模块化设计为例说明实现部分重构的方法。
1FPGA配置原理简介本文针对Xilinx公司的FPGA进行研究,支持模块化动态部分重构的器件族有Virtex/-II/-E和Virtex-IIPro。
Xilinx公司FPGA是基于SRAM工艺的,包括配置逻辑块(CLBs),输入输出块(IOBs),块RAMs,时钟资源和动态部分重构可以通过两种方法实现:基于模块化设计方法(Module-Based ParTIal Reconfiguration)和基于差别的设计方法(Difference-Based Partial Reconfiguration),本文以基于模块化设计为例说明实现部分重构的方法。
1 FPGA配置原理简介本文针对Xilinx公司的FPGA进行研究,支持模块化动态部分重构的器件族有Virtex/-II/-E和Virtex-II Pro。
Xilinx公司FPGA是基于SRAM工艺的,包括配置逻辑块(CLBs),输入输出块(IOBs),块RAMs,时钟资源和编程布线等资源[2]。
CLBs是构造用户所需逻辑的功能单元,IOBs提供封装引腿与内部信号引线的接口。
可编程互连资源提供布线通道连接可配置元件的输入和输出到相应的网络。
存储在内部配置存储器单元中的数值决定了FPGA实现的逻辑功能和互接方式。
Virtex FPGA的配置存储器是由配置列(Configuration Columns)组成的,这些配置列以垂直阵列的方式排列,如图1给出了Virtex-E XCV600E器件的配置列构成图。
配置存储器可分为五种配置列:Center 列包含四个全局时钟的配置信息;两个IOB 列存储位于器件左边和右边所有IOBs的配置信息;CLB列存储FPGA基本逻辑功能的配置信息;Block SelectRAM Content列存储内部块RAM的配置信息;Block SelectRAM Interconnect列存储内部块RAM间互联的配置信息[3]。
云计算系统的动态资源分配与管理
云计算系统的动态资源分配与管理随着信息技术的不断发展和变革,云计算系统已经成为了当前最受欢迎的技术之一。
云计算系统的基本原理是将计算机资源集中在一起,通过网络访问和分配这些资源来提供各种类型的服务。
在云计算系统中,动态资源分配与管理是一项非常关键的工作。
本文将从以下三个方面进行讨论:云计算系统的资源分配、资源管理、资源优化。
1. 云计算系统的资源分配资源分配是指将计算机资源分配给不同的用户和应用程序,以满足用户的需求。
在传统的计算机系统中,资源分配是静态的,即一旦分配,就不能在运行时动态地重新分配。
但在云计算系统中,资源分配是动态的,也就是说,可以在运行过程中根据用户的需求进行实时的重新分配。
云计算系统的资源分配通常分为两种类型:静态资源分配和动态资源分配。
静态资源分配是指在云计算系统启动之前,对资源进行分配。
例如,可以预先分配一定数量的计算机节点和存储设备来满足用户的需求。
动态资源分配则是指在运行时根据需要实时分配资源。
例如,当某个应用程序需要更多的存储空间或计算能力时,云计算系统可以从其他应用程序中获取剩余资源并重新分配。
在云计算系统中,资源分配通常是根据预测需求进行的。
例如,根据历史数据,可以预测某个应用程序在未来可能需要的资源量,并对其进行动态分配。
当需求量超出分配的资源时,系统可以进行弹性伸缩,通过添加新的计算或存储节点来满足需求。
2. 云计算系统的资源管理云计算系统的资源管理是指对计算机资源的管理和控制,以确保资源的高效使用并优化系统的性能。
云计算系统的资源管理通常涉及到以下几个方面:(1) 内存管理:内存管理是指对计算机内存的管理,以确保每个应用程序获取足够的内存资源。
在云计算系统中,可以通过虚拟化技术来将物理内存划分为多个虚拟内存空间,并且为每个应用程序分配独立的内存资源,以避免各个应用程序之间的相互影响。
(2) 存储管理:存储管理是指对计算机存储设备的管理。
在云计算系统中,通常需要对存储设备进行分段管理,并为每个用户或应用程序分配独立的存储空间来确保数据的隔离性和安全性。
FPGA局部重配置技术的实现及应用
FPGA局部重配置技术的实现及应用韩炼冰;段俊红;王松;房利国;刘蕴【摘要】Partial reconfiguration can dynamically modify reconfiguration region in operating process of FPGA, without any effect on the normal operation of other non-reconfiguration region. For this reason, the system with the design of partial reconfiguration technology often has fairly good flexibility and adaptability. Thus based on the detailed description of implementation method of FPGA partial reconfiguration, the FPGA design method capable of avoiding all modules in combined compiling is proposed. Finally, the actual verification of the design method on the Virtex5 and Artix7 development boards is done, and this verification indicates the feasibility and applicability of the proposed method.%局部重配置能够在现场可编程门阵列(FPGA)运行过程中动态修改重配置区域,而不影响其他非重配置区域的正常运行。
因此,采用局部重配置技术设计的系统,往往具有良好的灵活性和适应性。
【计算机研究与发展】_资源管理系统_期刊发文热词逐年推荐_20140726
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
内存管理 关键词频率向量 共享存储 信任 传感器网络 p2p网络 p2p mysql
1 1 1 1 1 1 1 1 Nhomakorabea2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
科研热词 面向服务架构 过程级编程模型 软硬件协同设计 用户磁盘配额 生物信息学数据库 海量数据存储 海洋科学数据 测试平台 无线传感器网络 数据服务 异构 对等存储模式 多跳传输 多射频 在线任务调度 单节点失效 动态重构 动态调整 分布式计算 分布式存储系统 元数据 hadoop
科研热词 资源管理 高性能计算 频繁项集 领域本体 逻辑 资源分配 证书 虚拟运行环境 虚拟机 虚拟存储 策略分析 空分多址 版权 熟人关系 正交频分多址 模型 服务质量 无结构化网络 数据资源关联关系 数据空间 操作系统 按需分配 性能隔离 应用优化 并行应用性能 布局重组 存储服务器 多输入多输出 多核处理器 增量式搜索 区分服务 动态地址映射 动态分区 分级结构 分布存储 共享cache划分 信任管理 作业调度 低复杂度 任务调度 上行链路 xml schema spki/sdsi2.0 p2p i/o能力分级 dpcache
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
存储管理动态分区分配及回收算法
存储管理动态分区分配及回收算法介绍存储管理是操作系统中一个重要的功能模块,负责管理计算机的内存资源。
本文将详细探讨存储管理中的动态分区分配及回收算法。
动态分区分配动态分区分配算法是指根据进程的内存需求,在内存中动态地创建分区,并将进程加载到相应的分区中。
下面是几种常见的动态分区分配算法。
1. 首次适应算法首次适应算法是最简单、最直观的动态分区分配算法。
它从内存的起始位置开始搜索,找到第一个能满足进程需求的分区即可。
具体步骤如下:1.初始化内存的空闲分区表,记录内存中每个空闲分区的起始地址和长度。
2.当一个进程需要分配内存时,遍历空闲分区表,找到第一个大小能满足进程需求的分区。
3.如果找到了合适的分区,将进程加载到该分区,并更新空闲分区表。
4.如果没有找到合适的分区,则提示内存不足。
首次适应算法的优点是简单、快速,但可能会导致碎片问题。
2. 最佳适应算法最佳适应算法是指选择与进程需求最接近的、且大小大于等于进程需求的分区。
具体步骤如下:1.初始化内存的空闲分区表。
2.当一个进程需要分配内存时,遍历空闲分区表,找到满足进程需求的最小分区。
3.如果找到了合适的分区,将进程加载到该分区,并更新空闲分区表。
4.如果没有找到合适的分区,则提示内存不足。
最佳适应算法能最大程度地减少碎片问题,但执行效率较低。
3. 最差适应算法最差适应算法是指选择与进程需求最接近的、且大小大于等于进程需求的最大分区。
具体步骤如下:1.初始化内存的空闲分区表。
2.当一个进程需要分配内存时,遍历空闲分区表,找到满足进程需求的最大分区。
3.如果找到了合适的分区,将进程加载到该分区,并更新空闲分区表。
4.如果没有找到合适的分区,则提示内存不足。
最差适应算法能最大程度地降低内存碎片,但执行效率相对较低。
4. 快速适应算法快速适应算法是一种基于空闲分区表大小的快速搜索算法。
具体步骤如下:1.初始化内存的空闲分区表。
2.当一个进程需要分配内存时,根据进程需求的大小,在空闲分区表中选择一个合适的分区。
供应链管理的八大基本原理你知道几个
供应链管理的八大基本原理你知道几个?导语:供应链是一个系统,是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。
供应链是围绕核心企业,通过对信息流、物流、资金流的控制,把供应商、制造商、销售商、物流服务商、直到最终用户连成一个整体的功能网链结构模式。
一、资源横向集成原理资源横向集成原理揭示的是新经济形势下的一种新思维。
该原理认为,在经济全球化迅速发展的今天,企业仅靠原有的管理模式和自己有限的资源,已经不能满足快速变化的市场对企业所提出的要求。
企业必须放弃传统的基于纵向思维的管理模式,朝着新型的基于横向思维的管理模式转变。
企业必须横向集成外部相关企业的资源,形成“强强联合,优势互补”的战略联盟,结成利益共同体去参与市场竞争,以实现提高服务质量的同时降低成本、快速响应顾客需求的同时给予顾客更多选择的目的。
不同的思维方式对应着不同的管理模式以及企业发展战略。
纵向思维对应的是“纵向一体化”的管理模式,企业的发展战略是纵向扩展;横向思维对应的是“横向一体化”的管理模式,企业的发展战略是横向联盟。
该原理强调的是优势资源的横向集成,即供应链各节点企业均以其能够产生竞争优势的资源来参与供应链的资源集成,在供应链中以其优势业务的完成来参与供应链的整体运作。
该原理是供应链管理最基本的原理之一,表明了人们在思维方式上所发生的重大转变。
二、系统原理系统原理认为,供应链是一个系统,是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。
供应链是围绕核心企业,通过对信息流、物流、资金流的控制,把供应商、制造商、销售商、物流服务商、直到最终用户连成一个整体的功能网链结构模式。
供应链是一个复杂的大系统,其系统特征主要体现在其整体功能上,这一整体功能是组成供应链的任何一个成员企业都不具有的特定功能,是供应链合作伙伴间的功能集成,而不是简单叠加。
供应链系统的整体功能集中表现在供应链的综合竞争能力上,这种综合竞争能力是任何一个单独的供应链成员企业都不具有的。
基于改进ESLA算法的可重构资源管理
[ yw rs e o f ua l;mpyrsuc ; xmaE t etn l( R ; n a cdS a ieA gr h E L Ke o d |rc n grbe e t o re Mai l mpyR cageME )E hn e cnLn loi m( S A) i e t
中 图分类号: P9. T31 7
基 于改进 E L 算 法的可重构 资源管理 SA
谭一 匡 ,邝继顺 ,凌纯清 ,周颖 波 ,尤 志强
( 湖南大学 a 软件 学院 ;b 计算机与通信学院 ,长沙 4 0 8 ) . 10 2
摘
要: 针对动态可重构 系统 的空闲资源管理 问题 , 改进基于最大 空闲矩 形的增强型扫描线算法(S A ,采用一维数组作为辅助空间 ,同 EL)
[ sr clAi n th ng me t rbe f mpyrsucs o y a crc n g rbess m,hs ae hc ae n mpyrsuc Ab tat miga ema ae n o l o t o re r nmi o f ual yt tipp r ihb sdo t o re t p ms e e f d e i e w e e
Ar y P A) r ,F G 为代表 的可重构硬件技术 不断进步 ,可重构系 a
统 成为当前的研究热点 之一“。动态部分可重构 是指系统可 J 在 运行时动 态地重构 F G 的部 分 区域 ,而不影响 其他 区 PA 域 的功 能 ,从而使 系统获 得较 高的性 能加速 比和 较大 的灵
( . c o l f ot r ; . c o l f o ue n o a S h o f o S wae b S h o o mp tr dC mmu iain C a nc t , o Hu a n v ri , h n s a4 0 8 , h n ) n n U ies y C a g h 1 0 2 C i a t
