IPSO算法及其在硬件电路优化设计的应用研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JackCF1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
硬件电路中片上系统SoC(System on Chip)的设计主要采用基于IP核的配置并执行方法。由于IP核的多样性及其可优化参数的矛盾性,使得SoC的设计空间极其复杂。能否在庞大的SoC参数设计空间中找到一组相对最优的配置参数,直接关系到设计的成败。因此,SoC系统综合的主要任务之一就是针对具体的应用在可能的设计空间中找到一组满足设计约束的1P可行配置集,其本质是求多目标优化问题的最优解。   鉴于SoC参数设计问题的复杂性,本文提出了将基于拥挤度和动态惯性权重聚合的多目标粒子群优化算法(IPSO)应用于SoC参数设计的思路。IPSO算法以Pareto支配关系来更新粒子的个体最优值,用外部存档策略保存搜索过程中发现的非支配解;采用适应值拥挤度裁剪归档中的非支配解,并从归档中的稀松区域随机选取精英作为粒子的全局最优位置,以保持解的多样性;采用动态惯性权重聚合的方法以使算法尽可能地逼近各目标的最优解.   本文通过与普通的粒子群多目标优化方法和非劣性分层遗传算法的比较,说明基于拥挤度和动态惯性权重聚合多目标粒子群优化算法(IPSO)在解决多目标优化问题上具有一定的优越性。针对粒子群方法在SoC实际领域的应用,本文对算法做了如下修改:粒子速度向量的离散化方法;粒子群的编码方式;领导者的选择方案;不合理配置的筛选。将改良多目标粒子群优化算法(IPSO)应用于参数优化算法能够在SoC设计空间中快速搜索到最优的参数配置,同时得益于适应值拥挤度裁剪技术的应用使得参数配置在目标空间中保持一定的差异性。   本文使用Matlab的m脚本建立了IPSO方法的数学模型,并将IPSO方法以C++语言编写成计算机程序,与美国加利福尼亚大学开发的高度参数化的SoC设计平台Platune集成,选择了三种衡量多目标优化算法优劣的指标,将基于参数依赖性的搜索策略、多目标遗传算法的搜索策略以及改良粒子群算法分别在如下三个不同的应用上进行了对比:1)image,将一个位图从内存的一个区域拷贝到另一个区域;2)key,对一个位图进行反色处理;3)matrix,对一个10×10的整数矩阵进行转置操作。   通过对三种方法仿真结果的精确性和执行效率两方面的统计对比,用数据定量地说明本文IPSO方法与同类方法相比较所体现出的有优越性,用Pareto集在目标空间上的分布情况定性地反映本文IPSO方法解决多目标优化问题的能力。仿真结果说明本文采用的SoC结构参数配置优化方法,在以功耗和执行时间组成的二维目标空间中具有良好的分散性和非支配性,并且搜索时间大大缩短,搜索效率和准确度上都相对优于参数相关性方法和遗传算法。
其他文献
由于超声波在金属厚壁中损耗较小,信号不受电磁屏蔽影响,因此超声波信号非常适合作为特殊环境下的信号载波。本文设计了一种超声波穿金属厚壁自适应通信系统,利用自适应回波抵消技术提高数据传送速度,同时采集振动能量用于系统自供电。通过分析超声波换能器的特性,从配置结构、阻抗匹配、频率共振等方面对超声波换能器发射和接收结构进行了优化,以达到较高的能量传递效率。根据超声波在信道中传递的特点,提出一种有指导的自适
制动是列车行车过程中的基本工况。在我国国铁、大秦铁路、朔黄铁路等线路上的重载货运列车已经开行万吨级列车,但是对于有些线路特殊的长大坡道线路,传统的空气制动不能满足
和其它只在状态向量中有时滞的延迟系统相比,中立型系统的特点是:不仅仅在其状态向量中存在时滞,其状态向量的导数中也有时滞。在早期的中立型系统模型中,两个时滞皆为常数(
从头皮电极记录到的脑电信号,是脑内神经细胞电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映,其中包含了大量的生理与疾病信息,是一种无损伤性的成像技术。脑电对神经生理与神经
在人们的日常生活中广播电视技术扮演着极为关键的角色,人们获取的资讯大部分都来自于广播电视,因此,广播电视发展是否良好将对人们获取信息的具体情况造成严重的影响。新时
幼儿园实施爱国情感教育,并不是让孩子知道好多有关祖国的知识,而是培养他们初步热爱祖国的情感。虽然爱祖国的概念是抽象的,但是幼儿生活在祖国的怀抱里,每天都会接触到祖国的自
随着高校招生规模的迅速扩张,高校的用地矛盾也变得越来越突出.新建新校区是一个趋势,现在的高校或已建设了新校区,或正在建设新校区,或拟建新校区.现就高校新校区建设过程中
随着科技的飞速发展,推动光谱分析技术在物理化学理论研究、工农业生产、国防、交通、照明等领域学科得到了极广泛的应用。而传统光谱分析系统由于体积大、扫描速度慢等缺陷,应用于大批量产品检测等方面不现实,极大地限制了其应用。高精度快速光谱分析系统的研究成为该系统发展的重要趋势之一。本课题设计了一款基于USB2.0接口技术,采用平面衍射光栅作为分光元件,可控恒温线阵SSPD作为探测器,可以实现高精度快速测量
设计了一种新的学习控制律,通过沿学习轴递推辨识学习增益矩阵以改善控制效果。分别对连续系统及离散系统设计了学习控制律,给出了相应的收敛性证明结果,同时考虑了系统存在噪声
多数的工程和科学问题都属于多目标优化问题(Multi-objective Optimization Problem,MOP),即存在多个相互冲突的目标,如何获得多目标优化问题的最优解,是一个学术界和工程界