Hardware-software co-synthesis is the process of partitioning an embedded system specification into hardware and software modules to meet performance, power, and cost goals. Embedded systems are generally specified in terms of a set of acyclic task graphs. According to one embodiment of the present invention, a co-synthesis algorithm, called COSYN, starts with periodic task graphs with real-time constraints and produces a low-cost heterogeneous distributed embedded system architecture meeting these constraints. The algorithm has the following features: 1) it allows the use of multiple types of processing elements (PEs) and inter-PE communication links, where the links can take various forms (point-to-point, bus, local area network, etc.), 2) it supports both concurrent and sequential modes of communication and computation, 3) it employs a combination of preemptive and non-preemptive scheduling, 4) it introduces the concept of an association array to tackle the problem of multi-rate systems (which are commonly found in multimedia applications), 5) it uses a static scheduler based on deadline-based priority levels for accurate performance estimation of a co-synthesis solution, 6) it uses a new task clustering technique which takes the changing nature of the critical path in the task graph into account, 7) it supports pipelining of task graphs to derive a cost-efficient architecture, 8) it supports a mix of various technologies to meet embedded system constraints and minimize power dissipation, and 9) if desired, it also optimizes the architecture for power consumption. According to one embodiment, during the synthesis phase, the possible allocations are selected based on one or more quality of architecture metrics. The present invention can be applied to constructive or iterative co-synthesis processes, as well as the allocation of tasks in an existing embedded system, where allocation means either assigning tasks to components or scheduling assigned tasks or both.

Η υλικοσα- ομο-σύνθεση είναι η διαδικασία μια ενσωματωμένη προδιαγραφή συστημάτων στις ενότητες υλικού και λογισμικού για να συναντήσει την απόδοση, τη δύναμη, και τους στόχους δαπανών. Τα ενσωματωμένα συστήματα διευκρινίζονται γενικά από την άποψη ενός συνόλου ακυκλικών γραφικών παραστάσεων στόχου. Σύμφωνα με μια ενσωμάτωση της παρούσας εφεύρεσης, ένας αλγόριθμος ομο-σύνθεσης, αποκαλούμενος COSYN, αρχίζει με τις περιοδικές γραφικές παραστάσεις στόχου με τους σε πραγματικό χρόνο περιορισμούς και παράγει μια χαμηλού κόστους ετερογενή διανεμημένη ενσωματωμένη αρχιτεκτονική συστημάτων που συναντά αυτούς τους περιορισμούς. Ο αλγόριθμος έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά γνωρίσματα: 1) επιτρέπει τη χρήση των πολλαπλάσιων τύπων στοιχείων επεξεργασίας (PEs) και συνδέσεις επικοινωνίας διά-pe, όπου οι συνδέσεις μπορούν να λάβουν τις διάφορες μορφές (από σημείο σε σημείο, λεωφορείο, δίκτυο τοπικής περιοχής, κ.λπ.), 2) αυτό υποστηρίζει και τους ταυτόχρονους και διαδοχικούς τρόπους επικοινωνίας και υπολογισμού, 3) υιοθετεί έναν συνδυασμό προαγοραστικού και non-preemptive σχεδιασμού, 4) εισάγει την έννοια μιας σειράς ένωσης για να αντιμετωπίσει το πρόβλημα των συστημάτων πολυ-ποσοστού (που βρίσκονται συνήθως στις εφαρμογές πολυμέσων), 5) χρησιμοποιεί έναν στατικό χρονοπρογραμματιστή βασισμένο στα προθεσμία-βασισμένα επίπεδα προτεραιότητας για την ακριβή εκτίμηση απόδοσης μιας λύσης ομο-σύνθεσης, 6) χρησιμοποιεί έναν νέο στόχο συγκεντρωμένος την τεχνική που παίρνει τη μεταβαλλόμενη φύση υποστηρίζει τη διοχέτευση των γραφικών παραστάσεων στόχου για να παραγάγει μια οικονομικά αποδοτική αρχιτεκτονική, 8) υποστηρίζει ένα μίγμα των διάφορων τεχνολογιών για να συναντήσει τους ενσωματωμένους περιορισμούς συστημάτων και να ελαχιστοποιήσει το διασκεδασμό δύναμης, και 9) εάν επιδιώκεται, βελτιστοποιεί επίσης την αρχιτεκτονική για την κατανάλωση ισχύος. Σύμφωνα με μια ενσωμάτωση, κατά τη διάρκεια της φάσης σύνθεσης, οι πιθανές κατανομές επιλέγονται βασισμένος σε μια ή περισσότερη ποιότητα των μετρικών αρχιτεκτονικής. Η παρούσα εφεύρεση μπορεί να εφαρμοστεί στις εποικοδομητικές ή επαναληπτικές διαδικασίες ομο-σύνθεσης, καθώς επίσης και την κατανομή των στόχων σε ένα υπάρχον ενσωματωμένο σύστημα, όπου η κατανομή σημαίνει είτε τους στόχους στα συστατικά είτε τους ορισμένους στόχους είτε και οι δύο.