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文档简介

基于路径的软硬件划分算法设计与实现的中期报告一、项目背景随着芯片技术的飞跃发展，移动智能终端设备的普及以及大数据时代的到来，对于安全可靠的硬件系统体系结构设计的需求越来越迫切。硬件与软件互为对立的关系，但近些年来，由于技术的进步，越来越多的程序模块在硬件上实现，尤其是一些复杂的算法等高计算量的部分，通过硬件的并行能力大幅提高了算法的计算性能。针对这种背景，我们选择了“基于路径的软硬件划分算法”作为设计和研究的重点，旨在优化硬件设备和软件算法的关系，提高性能。二、研究目的本项目的研究目的旨在设计和实现一种基于路径的软硬件划分算法，该算法可以优化系统设计，在不影响系统正确性的前提下，尽可能地提高系统的性能。具体而言，主要包括以下几个方面：1.硬件与软件的优化分配：通过对程序模块的性能分析和执行路径的统计，将算法中高耗能的模块部分分配给硬件执行，提升整个算法的执行效率。2.系统资源配置：结合硬件和软件的不同特性，根据算法的特性和系统的需求，合理配置资源，避免因为资源不足导致的性能瓶颈问题。3.系统正确性保证：在算法优化的过程中，需要保证算法的正确性，并且在算法执行中避免因为硬件运算的误差，导致算法的执行结果不准确。三、中期研究内容1.系统架构设计：根据算法的特性，设计出系统的整体架构图，包括硬件和软件部分的划分。2.路径优化算法的设计：结合算法的性能和资源要求，提出基于路径的软硬件划分算法，并且在软件模拟器中进行调试和验证。3.系统资源配置方法的研究：在算法执行过程中，分析系统的资源使用情况，设计资源配置的优化算法，并通过实验验证算法的正确性和优化效果。四、实验计划1.设计并实现基于路径的软硬件划分算法:对于给定的样例算法，分析算法中每个部分的特性和资源需求，对于高耗时模块使用硬件加速处理，设计路径优化算法，实现一个软硬件协同的样例算法。2.编写程序模拟器进行测试:编写程序模拟器，在模拟器终端上运行样例算法，测试算法正确性和运行效率。3.基于FPGA平台实现样例算法:根据算法实现性能和硬件资源需求，选择合适的FPGA平台进行硬件实现，通过实验测试算法在硬件平台上的执行效率和正确性。四、研究意义本项目的研究成果具有一定的理论和实用意义。对于理论方面，本项目选取了基于路径的软硬件划分算法进行研究，该方法将算法模块分为多个部分，并对计算量大的部分进行硬件加速，相比传统的完全硬件实现，具有更加灵活的运算方式和极高的执行效率。对于实践方面，本项目通过实现一个基于路径的软硬件协同的样例算法来验证算法的正确性，并在实验中对比算法的执行效率，从而得出算法在实践中的可行性和优化效果。五、进展和计划目前，我们已经完成了基于路径的软硬件划分算法的设计和实现，并且在模拟器上进行了测试，得到了较为理想的优化效果；接下来，我们计划基于FPGA平台对该算法进行硬件实现，进一步验证算法的正

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