软硬件协同设计是SoC研究的一项重要内容,它广泛存在于嵌入式系统、指令集体系结构ISA和基于IP的设计中。软硬件划分是软硬件协同设计的一个关键步骤,划分结果的好坏直接影响着系统的性能。本文主要针对已有的划分算法中的不足作了两个工作: 一是对贪婪划分算法引入引导函数,二是对已有的模拟退火划分算法进行了改进。 论文首先对软硬件划分中的基本概念和存在的问题作了描述,对影响软硬件划分的两个重要因素—计算模型和硬件体系结构进行了详细介绍和分析。其次,针对由FPGA和微处理器组成的协处理器体系结构的划分算法进行了研究,软硬件划分中的计算模型选用了过程模型图。 传统的软硬件划分算法对硬件资源的使用效率考虑不足,本文工作主要是针对这个问题改进了两个算法。基于引导函数的贪婪划分算法针对FPGA和微处理器组成的协处理器体系进行划分,FPGA可以是静态可重配置、动态可重配置和部分动态可重配置三种情况。该算法中引导函数充分考虑了任务的关键性、加速度、执行概率和面积,提高了面积的使用效率又兼顾了关键路径上的任务,划分可以得到近似最优解。改进的模拟退火划分算法对成本函数中的两个指标—执行时间和面积使用动态加权策略,充分考虑了一个移动的性能改变对系统面积的影响,从而保证了系统硬件资源的有效利用,加快了收敛速度,实验证明改进的模拟退火划分算法在执行时间和划分结果上优于传统的模拟退火划分算法。最后对本文中的两种划分算法进行了实验和分析。