可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型研究的任务书.docx

可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型研究的任务书
任务书
一、课题背景和研究意义
近年来，可重构片上系统（ReconfigurableSystem-on-Chip,RSoC）的发展迅速，并且逐渐成为了目前嵌入式系统最为热门的领域之一。因为RSoC综合了ASIC的可定制性和FPGA的可重构性，所以在许多应用领域广受欢迎。可重构片上系统不仅可以提供指令级软件和硬件级设计的灵活性，而且可以支持动态重构，以优化这些设计的执行效率和功耗。可重构片上系统特别适用于充满变动的应用场景，例如无线通信、多媒体处理和信号处理等领域。
研究可重构片上系统的过程级软硬件协同设计编程模型是重要的研究方向。过程级体系结构提供了一种灵活的方式来处理异构设计，对于高信噪比和低功耗方案有一定的优势。面向过程的软硬件协同设计编程模型提供了一种有效的方式来设计和实现可重构片上系统，它可以大大提高设计人员的开发效率和系统性能。
本研究将致力于探索可重构片上系统的过程级软硬件协同设计编程模型，并开发新的编程工具和方法，以加速可重构片上系统设计和实现的过程。通过本研究，我们希望能够解决可重构片上系统设计和实现的一些关键问题，包括软件和硬件协同设计的灵活性、编程模型的一致性和可重构设计的性能优化。
二、研究内容和任务
本研究的主要内容和任务如下：
1.综述可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型相关研究现状和发展趋势，分析可重构片上系统设计过程中面临的一些关键问题和挑战。
2.建立可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型，设计和实现相应的编程工具和方法，以面向符合结构和对象式语言编写并自动生成硬件描述文件。
3.对每个设计阶段的重要指标进行优化，例如功耗、面积、性能等，并使用流水线和并行化技术来优化系统性能，提高系统吞吐量和运行效率。
4.开发相应的仿真和验证工具、编译器和运行时环境以支持本研究提出的可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型，从而验证模型的正确性和可行性。
三、研究计划和进度安排
本研究的计划和进度安排如下：
1.第一年（2021年）
•综述可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型的相关研究现状和发展趋势，并分析可重构片上系统设计过程中面临的一些关键问题和挑战。
•设计和实现可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型，并开发相应的编程工具和方法。
•收集和整理基准测试用例以验证模型的正确性和可行性，建立测试平台，进行测试。
2.第二年（2022年）
•优化可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型的每个设计阶段的重要指标。
•通过流水线和并行化技术来优化系统性能，提高系统吞吐量和运行效率。
•开发相应的仿真和验证工具、编译器和运行时环境以支持本研究提出的可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型，从而验证模型的正确性和可行性。
3.第三年（2023年）
•完善可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型，进行性能优化和完整性检验。
•对模型进行进一步测试和评估，并与现有的设计工具进行比较和评估。
•撰写研究论文和相关的技术报告，准备参加相关会议和发表相关成果。
四、预期成果和创新点
本研究预期能够取得如下成果和创新点：
1.开发可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型和面向符合结构和对象式语言编写并自动生成硬件描述文件的编程工具和方法，从而提高设计人员的开发效率和系统性能。
2.提出一种优化可重构片上系统性能的新方法，包括优化系统结构、硬件资源的使用和软硬件之间的通信等。
3.开发相应的仿真和验证工具、编译器和运行时环境，从而验证模型的正确性和可行性，提高系统的正确性和可靠性。
4.验证提出的可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型在实际应用中的效果，以及和现有的设计工具进行比较和评估，从而进一步推进可重构片上系统的发展。
五、存在的问题和解决思路
在可重构片上系统的设计和实现过程中，存在一些问题和挑战，例如：
1.需要在硬件和软件之间进行有效的协同设计。
2.需要对系统进行动态重构，以实现更好的性能和功耗优化。
3.需要加快系统开发和验证的速度，并减少设计和实现过程中的错误和风险。
针对这些问题和挑战，本研究将通过以下思路进行解决：
1.设计和实现可重构片上系统过程级软硬件协同设计编程模型，并开发相应的编程工具和方法，以支持有效的协同设计。
2.通过流水线和并行化技术，优化系统性能，提高系统吞吐量和运行效率，并实现动态重构。
3.开发相应的仿真和验证工具、编译器和运行时环境，从而加快系统开发和验证的速度，并减少设计和实现过程中的错误和风险。
六、参考文献
[1]ChaoYang,LideDuan,ShaobinWang,YinheHan,andMeiWen,“ADynamicSchedulingMethodBasedonApplicati