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由于高性能商用现货 (COTS) 计算平台的技术进步，空间计算正在蓬勃发展。太空环境复杂且具有挑战性，具有尺寸、重量、功率和时间限制、通信限制和辐射效应。本论文提出的研究旨在研究和支持在空间系统中使用 COTS 异构计算平台进行智能机载数据处理。我们研究在同一芯片上至少有一个中央处理器 (CPU) 和一个图形处理单元 (GPU) 的平台。本论文提出的研究的主要目标有两个。首先，研究异构计算平台，提出一种解决方案来应对空间系统中的上述挑战。其次，使用新颖的调度技术补充所提出的解决方案，用于在恶劣环境（如太空）中在 COTS 异构平台上运行的实时应用程序。所提出的解决方案基于考虑使用并行任务段的替代执行的系统模型。虽然将并行段卸载到并行计算单元（如 GPU）可以改善大多数应用程序的最佳执行时间，但由于过度使用 GPU，它可能会延长某些应用程序中任务的响应时间。因此，使用所提出的任务模型是减少任务响应时间和提高系统可调度性的关键。基于服务器的调度技术通过保证 CPU 上并行段的执行时隙来支持所提出的任务模型。我们的实验评估表明，与应用程序的静态分配相比，所提出的分配可以将实时系统的可调度任务集数量增加高达 90%。我们还提出了一种使用基于服务器的调度和所提出的任务模型的动态分配方法，该方法可以将可调度性提高高达 16%。最后，本文提出了一个模拟工具，支持设计人员使用所提出的任务模型选择异构处理单元，同时考虑处理单元的不同辐射耐受性水平。
使用 COTS 异构平台进行空间计算
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