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基于访存图案变形的CGRA存储划分优化
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作者 潘德财 牟迪 +1 位作者 尚家兴 刘大江 《计算机研究与发展》 北大核心 2025年第4期1003-1016,共14页
由于兼具高灵活性和高能效的特征,粗粒度可重构阵列(coarse-grained reconfigurable array,CGRA)是一种具有潜力的领域定制加速器架构.为了利用多bank存储器的访问并行性,通常会在CGRA中引入存储器划分.然而,在CGRA上进行存储划分工作... 由于兼具高灵活性和高能效的特征,粗粒度可重构阵列(coarse-grained reconfigurable array,CGRA)是一种具有潜力的领域定制加速器架构.为了利用多bank存储器的访问并行性,通常会在CGRA中引入存储器划分.然而,在CGRA上进行存储划分工作要么以昂贵的寻址开销为代价实现最佳分区解决方案,要么以更多的存储bank消耗为代价来减少面积和功耗开销.为此,提出了一种通过访存图案变形来实现面向CGRA的存储划分方法.通过对包含多维数组的应用进行存储划分和算子调度协同优化,形成了存储划分友好的访存图案,从而可以用全“1”超平面对其进行存储划分,进而优化了划分结果并减少了访存地址计算开销.基于全“1”超平面的划分策略,还提出了一种可精简地址生成单元的高能效CGRA架构.实验结果表明,与最先进的方法相比,该方法可以实现1.25倍的能效提升. 展开更多
关键词 粗粒度可重构阵列 存储划分 软硬件联合设计 算子调度 访存图案
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一种基于遗传算法的硬件/软件划分方法 被引量:13
2
作者 郭晓东 刘积仁 文晖 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期24-27,共4页
文中采用相邻块通信划分模型及由单处理器和专用硬件构件组成的目标结构 ,解决了硬件约束条件下系统执行速度的优化问题 .与贪心算法相比 ,该方法可在合理的时间内为嵌入式系统寻找到满意的解决方案 .
关键词 嵌入式系统 集成电路 遗传算法 硬件划分 软件划分
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嵌入式粗颗粒度可重构处理器的软硬件协同设计流程 被引量:11
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作者 于苏东 刘雷波 +1 位作者 尹首一 魏少军 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1136-1140,共5页
面向多媒体应用的可重构处理器架构由主处理器和动态配置的可重构阵列(Reconfigurable Cell Array,RCA)组成.协同设计流程以循环流水线和流水线配置技术为基础,采用启发式算法对应用中较大的关键循环进行了软硬件划分,使用表格调度算法... 面向多媒体应用的可重构处理器架构由主处理器和动态配置的可重构阵列(Reconfigurable Cell Array,RCA)组成.协同设计流程以循环流水线和流水线配置技术为基础,采用启发式算法对应用中较大的关键循环进行了软硬件划分,使用表格调度算法实现了任务在RCA上的映射.经过FPGA验证,H.264基准中的核心算法平均执行速度相比于PipeRench,MorphoSys,以及TI DSP TMS320C64X提高了3.34倍. 展开更多
关键词 可重构 循环 软硬件划分 映射
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基于遗传算法的可重构系统软硬件划分 被引量:9
4
作者 李涛 杨愚鲁 +1 位作者 马平 柴欣 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第26期56-58,共3页
在考虑动态部分重构及重构延时等特征的基础上,采用遗传算法及其与爬山算法的融合实现可重构系统软硬件任务的划分,并采用动态优先级调度算法进行划分结果的评价。实验表明,在可重构系统的资源约束等条件下,算法能够有效地实现应用任务... 在考虑动态部分重构及重构延时等特征的基础上,采用遗传算法及其与爬山算法的融合实现可重构系统软硬件任务的划分,并采用动态优先级调度算法进行划分结果的评价。实验表明,在可重构系统的资源约束等条件下,算法能够有效地实现应用任务图到可重构系统的时空映射。 展开更多
关键词 可重构硬件 动态部分重构 软硬件划分 可重构系统
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遗传算法在软硬件划分中的应用 被引量:7
5
作者 刘功杰 张鲁峰 李思昆 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期64-68,共5页
软硬件划分是软硬协同设计中的一个关键问题。针对单处理器嵌入式系统 ,给出了基于遗传算法的解决方案 ,并引入了模拟退火和按概率选择两种技术。结果表明 ,算法有效地解决了软硬件划分问题 ,稳定性好、效率高 ,模拟退火和按概率选择的... 软硬件划分是软硬协同设计中的一个关键问题。针对单处理器嵌入式系统 ,给出了基于遗传算法的解决方案 ,并引入了模拟退火和按概率选择两种技术。结果表明 ,算法有效地解决了软硬件划分问题 ,稳定性好、效率高 ,模拟退火和按概率选择的引入 ,进一步提高了算法效率 ,保证了算法的自适应性及结果的全局最优性。 展开更多
关键词 遗传算法 软硬件划分 软硬协同设计 嵌入式系统 计算机
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基于改进的NSGA遗传算法的SOC软硬件划分方法 被引量:15
6
作者 罗胜钦 马萧萧 陆忆 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2595-2599,共5页
在遗传算法中引入精英保持策略构造非支配集和生成新群体,并用排除法构造非支配集,本文得到了一种改进的非支配集分类遗传算法,该算法具有全局收敛特性,并简化了计算复杂性.本文将此算法应用于SOC设计的软硬件划分.针对SOC系统设计中存... 在遗传算法中引入精英保持策略构造非支配集和生成新群体,并用排除法构造非支配集,本文得到了一种改进的非支配集分类遗传算法,该算法具有全局收敛特性,并简化了计算复杂性.本文将此算法应用于SOC设计的软硬件划分.针对SOC系统设计中存在多个IP核的特点,采用整数向量的个体编码方案,避免了个体编码解码的冗余.本文给出了仿真实验结果,验证了该划分方法的有效性. 展开更多
关键词 片上系统 软硬件划分 遗传算法 整数向量编码
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基于遗传和禁忌搜索混合的软硬件划分算法 被引量:10
7
作者 纪颖 李兰英 +1 位作者 石敏 张雷雷 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第20期81-83,114,共4页
针对嵌入式系统软硬件划分问题,在比较了遗传算法(GA)和禁忌搜索(TS)各自优缺点的基础上,提出采用遗传/禁忌混合算法(GATS)的策略,用遗传算法提供并行搜索的主框架,用禁忌搜索作为遗传算法的变异算子,遗传算法中变异过程解空间的搜索由... 针对嵌入式系统软硬件划分问题,在比较了遗传算法(GA)和禁忌搜索(TS)各自优缺点的基础上,提出采用遗传/禁忌混合算法(GATS)的策略,用遗传算法提供并行搜索的主框架,用禁忌搜索作为遗传算法的变异算子,遗传算法中变异过程解空间的搜索由禁忌搜索实现。实验结果表明,GATS具有多出发点和记忆功能强、爬山能力强的优势,能够克服GA爬山能力差、TS单点出发的弱点。最后与单纯的遗传算法和禁忌搜索算法进行对比实验,证明GATS更有优势,得到的划分结果也更优秀。 展开更多
关键词 嵌入式系统 软硬件划分 遗传算法 禁忌搜索 变异算子
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一种有效的面向多目标软硬件划分的遗传算法 被引量:6
8
作者 罗莉 夏军 +1 位作者 何鸿君 刘瀚 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2010年第12期275-279,共5页
软硬件划分是软硬件协同设计的关键技术之一,划分结果对最终的设计方案有非常重要的影响。软硬件划分根据优化目标的数量,可分为单目标划分和多目标划分。多目标划分问题是一个NP-hard问题,一般不存在传统意义上的"最优解",... 软硬件划分是软硬件协同设计的关键技术之一,划分结果对最终的设计方案有非常重要的影响。软硬件划分根据优化目标的数量,可分为单目标划分和多目标划分。多目标划分问题是一个NP-hard问题,一般不存在传统意义上的"最优解",而是存在一组互不支配的Pareto最优解。遗传算法因其具有并行、群体搜索的特点而非常适于求解多目标优化问题。通过抽象描述将一个实际SOC设计问题转化为多目标软硬件划分问题,采用遗传算法便可获得最优设计方案。为克服过早收敛及加快搜索速度,改进了适应度函数的定义,通过自适应参数调整,加入惩罚函数的适应度定义,提高了进化速度,从而有效地获得了Pareto最优解集。在实际问题的应用中,多目标软硬件划分遗传算法是能有效求取平衡系统成本、硬件面积、功耗和时间特性的最优化方案。 展开更多
关键词 软硬件划分 遗传算法 多目标划分 适应度函数
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通过遗传算法进行系统级软硬件划分 被引量:12
9
作者 郑赟 黄国勇 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第8期731-734,共4页
介绍采用遗传算法解决软硬件划分问题 ,具体讨论在遗传算法实现过程中的编码和解码、适应值函数的选取、选择、交叉、变异算子的实现、收敛准则的决定等问题的处理 .与已发表文献的处理方法进行比较 。
关键词 遗传算法 系统软硬件划分 适应值函数 随机变量 电子设计自动化
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基于遗传粒子群优化的嵌入式系统软硬件划分算法 被引量:16
10
作者 刘安 冯金富 +1 位作者 梁晓龙 杨啸天 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期927-933,942,共8页
针对单处理器嵌入式系统软硬件划分问题,采用带权有向无环图进行建模,并将之约简,进而转换为多约束条件的0/1背包问题求解.由于基本粒子群优化算法无法求解0/1背包问题,故将遗传算法中的交叉、变异思想引入粒子群优化算法,提出了求解离... 针对单处理器嵌入式系统软硬件划分问题,采用带权有向无环图进行建模,并将之约简,进而转换为多约束条件的0/1背包问题求解.由于基本粒子群优化算法无法求解0/1背包问题,故将遗传算法中的交叉、变异思想引入粒子群优化算法,提出了求解离散组合优化问题的遗传粒子群优化(GPSO)算法,采用两点交叉算子和非均匀变异算子对粒子的位置和速度更新方法进行了重新定义.实验结果表明,采用文中算法能有效地解决软硬件划分问题,具有良好的全局搜索能力,其寻优能力和执行时间优于遗传算法和模拟退火算法. 展开更多
关键词 软硬件划分 有向无环图 遗传算法 粒子群优化算法 两点交叉 非均匀变异
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NodeRank:一种高效软硬件划分算法 被引量:8
11
作者 陈志 武继刚 +1 位作者 宋国治 陈金亮 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期2033-2040,共8页
软硬件协同设计是现代嵌入式系统开发的核心技术,如何将系统功能划分到软件和硬件部分上是软硬件协同设计的关键环节.文中将软硬件划分问题看作带有动态通信代价的变异0-1背包问题,提出一种基于迭代排序思想的NodeRank算法.该算法通过... 软硬件协同设计是现代嵌入式系统开发的核心技术,如何将系统功能划分到软件和硬件部分上是软硬件协同设计的关键环节.文中将软硬件划分问题看作带有动态通信代价的变异0-1背包问题,提出一种基于迭代排序思想的NodeRank算法.该算法通过迭代排序计算结点通信代价的期望值,进而求解背包问题,构造出软硬件划分问题的优质启发解.实验结果证明,在计算-通信代价均衡,弱实时性约束条件下,NodeRank对边点比大于等于2的任务图的处理结果与目前已知效果最好的禁忌搜索方法的平均性能差距不超过1.2%,而平均时间开销可以节约95%.在通信代价较高的条件下,NodeRank与禁忌搜索相比,可提升性能达3.5%,并节约时间超过75%. 展开更多
关键词 软硬件划分 启发式算法 0-1背包问题 迭代排序
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一种基于离散Hopfield神经网络的RTOS功耗优化方法 被引量:4
12
作者 郭兵 沈艳 +2 位作者 王殿辉 李志蜀 陈向东 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期1573-1579,共7页
RTOS(Real-Time Operating System,实时操作系统)是SoC(System-on-a-Chip,系统芯片或片上系统)的一个重要组成部分,其功耗一般约占整个系统功耗30~40%的比例,而基于软/硬件划分的RTOS功耗优化方法(简称RTOS-Power划分)能够明显地减少So... RTOS(Real-Time Operating System,实时操作系统)是SoC(System-on-a-Chip,系统芯片或片上系统)的一个重要组成部分,其功耗一般约占整个系统功耗30~40%的比例,而基于软/硬件划分的RTOS功耗优化方法(简称RTOS-Power划分)能够明显地减少SoC的功耗.因此,文中首先引入了RTOS-Power划分问题的一个新模型,这有助于理解RTOS-Power划分的本质.然后,提出了一种基于离散Hopfield神经网络的RTOS-Power划分方法,重新定义了神经网络的神经元表示、能量函数、运行方程和系数.最后,对该方法进行了仿真实验,并同遗传算法和蚂蚁算法进行了性能比较.实验结果表明:该文提出的方法能够以相对较小的代价(FPGA开销小于4K个可编程逻辑块)取得高达60%的功耗节省,同时,与纯软件实现的RTOS相比,系统性能也得到了相应的提高. 展开更多
关键词 HOPFIELD神经网络 功耗优化 RTOS 软/硬件划分 SOC
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动态可重构技术研究综述 被引量:11
13
作者 彭晓明 庞建民 郭浩然 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第12期4514-4519,共6页
动态可重构技术可使硬件设备在运行时根据不同的计算任务实现不同的功能,在发挥应用程序效率的同时,又能充分利用系统软硬件资源。根据固定器件与可重构器件的关系,可以将可重构系统划分为不同的结构。适应各自结构的特点,将任务合理的... 动态可重构技术可使硬件设备在运行时根据不同的计算任务实现不同的功能,在发挥应用程序效率的同时,又能充分利用系统软硬件资源。根据固定器件与可重构器件的关系,可以将可重构系统划分为不同的结构。适应各自结构的特点,将任务合理的分解为软件部分和硬件部分,是高效完成计算任务的基础。当硬件任务较多时,系统需要一个良好的算法来进行调度。最后,可重构系统应该为用户提供一个结构透明的开发平台,使用户可以方便的利用可重构计算的强大能力。 展开更多
关键词 动态可重构 高性能计算 软硬件划分 任务调度 可重构编译
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具有初始信息素的蚂蚁寻优软硬件划分算法 被引量:9
14
作者 熊志辉 李思昆 陈吉华 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2005年第12期2176-2183,共8页
面向基于平台的系统芯片设计,提出具有初始信息素的蚂蚁寻优软硬件划分算法AOwIP·基本思想是:①利用基于平台的设计方法中已有参考设计的软硬件划分结果作为初始划分解,进行适当变换后生成初始信息素分布·②在所生成初始信息... 面向基于平台的系统芯片设计,提出具有初始信息素的蚂蚁寻优软硬件划分算法AOwIP·基本思想是:①利用基于平台的设计方法中已有参考设计的软硬件划分结果作为初始划分解,进行适当变换后生成初始信息素分布·②在所生成初始信息素分布的基础上,利用蚂蚁算法正反馈、高效收敛的优势寻求最优划分解·该算法利用基于平台的设计方法强调系统重用的优势,克服蚂蚁算法在求解软硬件划分问题时缺乏初始信息素的不足·实验表明,AOwIP算法有效提高了蚂蚁算法的最优解搜索效率· 展开更多
关键词 蚂蚁算法 基于平台的设计 软硬件划分 系统芯片
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三种软硬件划分算法的比较分析 被引量:13
15
作者 高健 李涛 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2007年第14期3426-3428,共3页
软硬件划分是嵌入式系统软硬件协同设计中的关键技术之一,如何兼顾系统的性能和成本,达到两者的最佳结合,是软硬件划分的主要问题。针对单CPU多ASICs类型的目标结构,选取了遗传算法、禁忌搜索算法和模拟退火算法等全局优化算法进行系统... 软硬件划分是嵌入式系统软硬件协同设计中的关键技术之一,如何兼顾系统的性能和成本,达到两者的最佳结合,是软硬件划分的主要问题。针对单CPU多ASICs类型的目标结构,选取了遗传算法、禁忌搜索算法和模拟退火算法等全局优化算法进行系统的软硬件划分,并对3种算法的有效性进行了比较分析。 展开更多
关键词 软硬件划分 软硬件协同设计 遗传算法 禁忌搜索算法 模拟退火算法
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基于改进人工鱼群算法的软硬件划分方法 被引量:7
16
作者 全浩军 张涛 郭继昌 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期923-928,共6页
将人工鱼群算法应用于软硬件划分,从而提出一种软硬件划分方法.针对人工鱼群算法在应用于离散型问题时普遍存在的最优解出现概率低、收敛速度慢等问题,采用随机步长来改善鱼的游走行为,使用邻域搜索来获得邻域内的更优状态,并根据... 将人工鱼群算法应用于软硬件划分,从而提出一种软硬件划分方法.针对人工鱼群算法在应用于离散型问题时普遍存在的最优解出现概率低、收敛速度慢等问题,采用随机步长来改善鱼的游走行为,使用邻域搜索来获得邻域内的更优状态,并根据无效迭代次数来提前终止迭代、提高算法效率.在对不同结点数的随机 DAG 图划分实验中,改进后算法的平均耗时约为原算法的6.5%~34.5%,而最优解出现概率则为原算法的5~7倍.因此,改进后算法在寻优能力和收敛速度上均优于原始算法,可更高效地完成软硬件划分任务. 展开更多
关键词 人工鱼群算法 软硬件划分 随机步长 邻域搜索
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基于抽象体系结构模板的多路软硬件划分算法 被引量:7
17
作者 吴强 边计年 薛宏熙 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期1562-1567,共6页
随着系统芯片技术在嵌入式系统中的应用 ,软硬件划分从传统的二划分问题转化为多划分问题 文中对此提出了一个由通信通道连接的处理单元网络的抽象模型来描述多处理模块结构 ,并利用模拟退火算法与启发式的调度算法分别完成多路软硬件... 随着系统芯片技术在嵌入式系统中的应用 ,软硬件划分从传统的二划分问题转化为多划分问题 文中对此提出了一个由通信通道连接的处理单元网络的抽象模型来描述多处理模块结构 ,并利用模拟退火算法与启发式的调度算法分别完成多路软硬件划分与系统性能和代价的估算 初步的实验结果表明 ,该算法能有效地选择合适的体系结构 。 展开更多
关键词 多路软硬件划分 抽象体系结构模板 系统芯片 嵌入式系统
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基于FPGA的光纤通道协议引擎的设计与实现 被引量:5
18
作者 赵备 余锋 +2 位作者 胡璇 舒宇 汪乐宇 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1604-1608,1620,共6页
为加速光纤通道(FC)技术在航空电子系统中的应用,在深入分析光纤通道协议的基础上,基于现场可编程门阵列(FPGA)平台,提出一种高性能光纤通道协议引擎的设计与实现方法.对FC-2层协议的实现进行以序列为中间交互层的软硬件划分,给出了支... 为加速光纤通道(FC)技术在航空电子系统中的应用,在深入分析光纤通道协议的基础上,基于现场可编程门阵列(FPGA)平台,提出一种高性能光纤通道协议引擎的设计与实现方法.对FC-2层协议的实现进行以序列为中间交互层的软硬件划分,给出了支持多平台应用的系统构架,设计了兼容各种速率且具有可重用性的硬件核心模块,并在具体FPGA平台上实现了2.125 Gb/s的光纤通道协议.测试结果证实,该协议引擎不仅功能正确,而且具有高性能,2 112 bytes的数据块传输的时间延迟在16μs以下,单向有效数据带宽在1.600 Gb/s以上,适合航空电子系统关键任务的应用. 展开更多
关键词 光纤通道 现场可编程门阵列 软硬件划分 协议引擎 拆组包
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遗传和模拟退火融合的软硬件划分 被引量:4
19
作者 李兰英 韩素娟 刁双君 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第28期73-76,共4页
针对嵌入式系统软硬件划分问题,在比较了遗传算法(GA)和模拟退火(SA)各自优缺点的基础上,提出了采用遗传/模拟退火混合算法(GASA)的策略。该算法的核心思想是将模拟退火算法嵌入到遗传算法中,利用遗传优化算法的结果来制约模拟退火的随... 针对嵌入式系统软硬件划分问题,在比较了遗传算法(GA)和模拟退火(SA)各自优缺点的基础上,提出了采用遗传/模拟退火混合算法(GASA)的策略。该算法的核心思想是将模拟退火算法嵌入到遗传算法中,利用遗传优化算法的结果来制约模拟退火的随机状态产生,然后根据模拟退火算法的接受准则和随机状态产生函数来更新遗传算法的种群,从而最终得到最优解。与单纯的遗传算法和模拟退火算法进行对比实验,实验结果表明,GASA更有优势,得到的划分结果也更优秀。 展开更多
关键词 嵌入式系统 软硬件划分 遗传算法 模拟退火
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基于0-1规划的软硬件划分方法研究 被引量:3
20
作者 江开忠 吕钊 孙树峰 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期594-597,共4页
将0-1规划算法应用于软硬件协同划分过程中,一种节点的映射方式对应单位立方体上的一个顶点。利用单位立方体几何性质求出无约束的目标最优解;由此解出发,利用折半查找和一定的编码策略向外搜索,直到满足系统约束为止;利用仿真数据对该... 将0-1规划算法应用于软硬件协同划分过程中,一种节点的映射方式对应单位立方体上的一个顶点。利用单位立方体几何性质求出无约束的目标最优解;由此解出发,利用折半查找和一定的编码策略向外搜索,直到满足系统约束为止;利用仿真数据对该算法进行了有效性验证。仿真结果表明,0-1算法的收敛速度与遗传算法相当;精度与整线性规划相当。 展开更多
关键词 0-1规划 软硬件划分 软硬协同设计
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