基于FPGA的高性能计算架构硬件任务与资源模型研究
| 摘要 | 第8-10页 |
| ABSTRACT | 第10-11页 |
| 第一章 绪论 | 第15-25页 |
| 1.1 研究背景 | 第15-20页 |
| 1.2 课题研究的目的和意义 | 第20-21页 |
| 1.3 论文主要研究内容 | 第21-22页 |
| 1.4 本文的主要创新工作 | 第22-23页 |
| 1.5 论文组织结构 | 第23-25页 |
| 第二章 可重构计算系统 | 第25-40页 |
| 2.1 可重构计算技术 | 第25-32页 |
| 2.1.1 可重构计算基础 | 第25-27页 |
| 2.1.2 异构体系结构 | 第27-29页 |
| 2.1.3 可重构计算分类 | 第29-32页 |
| 2.2 FPGA 计算资源模型 | 第32-34页 |
| 2.2.1 资源空间模型 | 第32-33页 |
| 2.2.2 可重构资源管理 | 第33-34页 |
| 2.3 可重构计算资源管理 | 第34-38页 |
| 2.3.1 可重构资源管理算法与资源模型 | 第34-35页 |
| 2.3.2 任务放置策略与放置算法 | 第35-38页 |
| 2.4 在线调度与离线调度 | 第38-39页 |
| 2.5 本章小结 | 第39-40页 |
| 第三章 FPGA 计算加速实例研究 | 第40-60页 |
| 3.1 FPGA 计算加速架构 | 第40-42页 |
| 3.2 N-body 求解与 FMM 算法 | 第42-47页 |
| 3.2.1 N-body 问题求解 | 第42-45页 |
| 3.2.2 FMM 算法 | 第45-46页 |
| 3.2.3 FMM 算法流程 | 第46-47页 |
| 3.3 FMM 算法硬件加速设计 | 第47-55页 |
| 3.3.1 FMM 计算过程分解 | 第47-49页 |
| 3.3.2 计算类型分析 | 第49-50页 |
| 3.3.3 硬件实现方案原则 | 第50-51页 |
| 3.3.4 M2L 计算设计 | 第51-53页 |
| 3.3.5 实验结果 | 第53-55页 |
| 3.4 多级计算加速与计算优化 | 第55-58页 |
| 3.4.1 FMM 树结构分层探讨 | 第55-57页 |
| 3.4.2 多级加速的并行计算解决方案 | 第57-58页 |
| 3.5 本章小结 | 第58-60页 |
| 第四章 可重构计算资源管理算法 | 第60-106页 |
| 4.1 研究基础与相关工作 | 第60-68页 |
| 4.1.1 可重构空闲资源主要研究问题 | 第60-61页 |
| 4.1.2 FPGA 资源模型 | 第61-63页 |
| 4.1.3 矩形空间模型管理 | 第63-68页 |
| 4.2 状态矩阵模型资源管理 | 第68-85页 |
| 4.2.1 状态矩阵模型基本定义 | 第68-71页 |
| 4.2.2 倒形塔的定义与构建 | 第71-75页 |
| 4.2.3 基于双向倒形塔的扫描算法 | 第75-79页 |
| 4.2.4 相关定理证明 | 第79-80页 |
| 4.2.5 扫描过程优化算法 | 第80-81页 |
| 4.2.6 M 标示优化算法 | 第81-82页 |
| 4.2.7 性能模拟实验 | 第82-85页 |
| 4.3 基于任务边线模型的资源管理 | 第85-91页 |
| 4.3.1 任务边线相关基本定义 | 第86-88页 |
| 4.3.2 CPTR 与 MFR | 第88-91页 |
| 4.4 由 CPTR 计算 MFR | 第91-105页 |
| 4.4.1 计算 CPTR 的数据结构 | 第91-93页 |
| 4.4.2 CPTR 计算 MFR 算法 | 第93-97页 |
| 4.4.3 算法分析与实例 | 第97-98页 |
| 4.4.4 任务放置与运行完成时 MFR 管理 | 第98-103页 |
| 4.4.5 算法实验评估 | 第103-105页 |
| 4.5 本章小结 | 第105-106页 |
| 第五章 异构高性能平台任务调度算法 | 第106-141页 |
| 5.1 硬件任务调度基础 | 第106-108页 |
| 5.2 CBTA 调度体系与算法 | 第108-118页 |
| 5.2.1 任务调度功能模型 | 第108-112页 |
| 5.2.2 硬件任务情境 | 第112-113页 |
| 5.2.3 资源空间情境 | 第113-114页 |
| 5.2.4 资源情境的状态转化 | 第114-116页 |
| 5.2.5 资源情境与任务情境匹配算法 | 第116-118页 |
| 5.3 情境队列池 | 第118-125页 |
| 5.3.1 任务情境队列管理 | 第118-120页 |
| 5.3.2 节点资源情境队列管理 | 第120-123页 |
| 5.3.3 平台资源情境队列管理 | 第123-125页 |
| 5.4 基于情境的调度算法 | 第125-132页 |
| 5.4.1 异构平台级调度 | 第125-126页 |
| 5.4.2 节点内部调度 | 第126页 |
| 5.4.3 CBTA 任务调度的并行化 | 第126-129页 |
| 5.4.4 CBTA 调度算法实例 | 第129-132页 |
| 5.5 算法性能测试 | 第132-140页 |
| 5.5.1 实验平台设计 | 第132-133页 |
| 5.5.2 基于串行的平台任务调度 | 第133-135页 |
| 5.5.3 基于并行的任务调度算法 | 第135-137页 |
| 5.5.4 实验验证评析 | 第137-140页 |
| 5.6 本章小结 | 第140-141页 |
| 第六章 总结与展望 | 第141-144页 |
| 6.1 总结 | 第141-142页 |
| 6.2 展望 | 第142-144页 |
| 参考文献 | 第144-152页 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 | 第152-154页 |
| 作者在攻读博士学位期间所参与的项目 | 第154-155页 |
| 作者在攻读博士学位期间所参与的专利申请 | 第155-156页 |
| 致谢 | 第156-157页 |
