片上多核系统(MPSoC,Multiple Processors System on Chip)集成了MPU、DSP等多种类型的计算资源。将可重构技术与MPSoC相结合的计算平台可根据任务特性重构分配效率最高的计算资源,兼顾了运算的效率与灵活性,满足不同应用需求。为优化计算性能,本文针对软硬件协同优化技术展开研究,其包括软硬件功能的划分,片上互联策略,任务的在线调度等,以此实现系统必须符合的设计约束、满足不断缩短的上市时间需求,指导计算资源的设计和配置。当前可重构片上多核系统的软硬件协同优化仍面临很多挑战:(1)软硬件划分算法易陷入局部极值、大任务图求解可靠性低;(2)如何生成任务通信特征相关联的“定制的”片上互联模型;(3)可重构MPSoC差异性导致的实时优化问题。针对上述问题,本文依托于国家安全重大基础研究计划项目——“雷达关键技术研究”,主要研究成果如下:1.针对软硬件划分算法易陷入局部极值、大任务图求解精度低的缺点,在分析任务依赖关系、任务通信开销的基础上,提出关键路径感知的记忆增强型禁忌搜索算法。首先定位关键任务队列并输出简化的任务图;其次使用启发式算法的解作为初始解;最后引入哈希技术,设置双重记忆表,提高了禁忌搜索的搜索强度和有效性,通过优先级调度完成仿真,算法求解速度快,且在任务图节点数目多、通信计算比值大等场景发挥稳定。2.针对任务定制的互联模型的生成,在分析任务通信约束、通信资源利用率的基础上,提出了应用定制的含总线和交叉开关的异构互联结构。考虑了三种层次的通信并行性:将频繁通信的计算单元用聚类方法划分为不同的区域,实现跨不同独立域的全局并行性;集合内部配置应用驱动的部分交叉开关实现域内并行通信;分析集合间流量特征,利用跨不同局部域的多条并发路径,实现域间并行性。算法输入应用通信需求,利用三种并行性,自动生成的拓扑结构具有较低的通信时延和能量开销,灵活性高。3.针对因可重构MPSoC差异性导致的实时优化需求,提出基于MPSoC的任务图提取及在线调度方法,根据系统性能自适应地更改任务到计算资源的映射。在应用程序执行过程中识别循环结构,提取重复执行的任务图,进而基于非合作博弈论进行调度:通过对调度方案进行迭代改进,以获得更小的调度长度。在线调度可结合不同MPSoC平台特征提供可移植性,能应对任务执行的差异性,提供了软件开发无需了解底层硬件信息的便利性。该算法具有较高的实时性,同时算法代码量少易于集成到资源有限的MPSoC中。