本发明涉及芯片的电子设计自动化，特别涉及一种基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法、系统及存储介质。
背景技术：
1、目前，业界普遍使用基于线性规划以及机器学习等方法对晶圆级芯片进行架构寻优，但均不涉及领域专用，无法针对某类特定应用进行应用分析并自动化设计出较优的晶圆级芯片架构。线性规划方法在解决大规模问题时效果较差，且计算复杂度呈指数级增加，求解时间也急剧增加；而机器学习等方法需要长时间的训练以及调优，才能在数据集上有较优表现，当面向领域不同时，又需要使用机器学习等方法重新花费长时间的训练。领域专用的晶圆级芯片架构寻优，相较于传统的芯片架构，具有大规模以及领域专用等特点。传统的芯片架构寻优方法如线性规划或机器学习方法在面对此问题求解时有不足之处。
2、申请号为202310110451 x，名称为基于深度强化学习的多芯粒芯片算子放置策略生成方法，该发明专利中训练深度强化学习模型需要大量数据和计算资源，且训练过程耗时较长；算法性能受限于模拟器的准确性，实际硬件上的表现可能与模拟结果有所差异；对于新的或未预见的芯片架构和算子类型，模型的泛化能力有待验证。
技术实现思路
1、本发明旨在解决目前针对领域专用的晶圆级芯片人工设计的耗时耗力问题，提出一种基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法、系统及存储介质，以提高设计效率和优化效果；通过应用分析、综合考虑架构设计参数、算子部署映射、约束条件和优化目标，采用启发式算法快速搜索最优设计方案。
2、为实现上述目的，所采取的技术方案是：
3、一种基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，包含：
4、针对某类应用领域进行应用分析，从计算应用中抽象分析得出算子，建立算子库，且算子可构成有向无环图表示计算应用；
5、从物理设计维度进行晶圆级芯片架构设计空间描述；
6、将计算应用映射到晶圆级芯片架构上进行应用部署，通过总代价函数评估芯片架构和应用部署在某类应用领域中的表现优劣；
7、通过多次循环迭代的方式进行架构设计空间描述更改、应用部署微调及结果评估，不断优化晶圆级芯片架构和应用的部署方案，最终找到最优设计。
8、根据本发明基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，进一步地，算子库中包含每个算子的相关信息，相关信息包含在不同硬件上的执行时间、算子的类型和对存储空间的需求；算子库中多种算子通过多种语言代码实现。
9、根据本发明基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，进一步地，算子构成的有向无环图中，节点表示算子，边表示算子之间的数据依赖关系，节点的权重表示算子的执行时间，边的权重表示算子之间的通信量。
10、根据本发明基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，进一步地，架构设计空间是指所有可能的架构设计参数组合，架构设计参数包含晶圆芯片尺寸、芯粒尺寸、芯粒布局和芯粒互连关系及布线。
11、根据本发明基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，进一步地，总代价函数的计算公式如下：
12、
13、其中，是执行时间代价，表示应用在晶圆级芯片架构上执行时所需的时间；是资源利用率代价，表示在特定领域应用中，晶圆级芯片架构对资源的利用效率；是功耗代价，表示各芯粒执行任务时的功耗总和；是面积代价，表示多个芯粒在晶圆级芯片架构中的布局所占面积；是权重系数，这些系数的总和为1。
14、根据本发明基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，进一步地，多次循环迭代通过启发式方法以及贪心策略，逐步搜索晶圆级芯片的最优架构和应用部署，通过多次迭代，当满足终止条件后，输出晶圆级芯片架构以及领域内计算应用的部署方案。
15、根据本发明基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，进一步地，架构设计空间描述更改包括替换芯粒、增删芯粒和芯粒布局扰动交换，从而生成一些候选架构。
16、根据本发明基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，进一步地，应用部署微调包括随机一个算子映射不同芯粒和算子在新芯粒上映射，进行应用部署的探索。
17、进一步地，本发明还提出一种基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优系统，包括应用分析及算子库建立模块、架构设计空间描述模块、应用部署及结果评估模块和最优设计探索迭代模块，其中：
18、应用分析及算子库建立模块，用于针对某类应用领域进行应用分析，从计算应用中抽象分析得出算子，建立算子库，且算子可构成有向无环图表示计算应用；
19、架构设计空间描述模块，用于从物理设计维度进行晶圆级芯片架构设计空间描述；
20、应用部署及结果评估模块，用于将计算应用映射到晶圆级芯片架构上进行应用部署，通过总代价函数评估芯片架构和应用部署在某类应用领域中的表现优劣；
21、最优设计探索迭代模块，用于通过多次循环迭代的方式进行架构设计空间描述更改、应用部署微调及结果评估，不断优化晶圆级芯片架构和应用的部署方案，最终找到最优设计。
22、进一步地，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
23、采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
24、本发明旨在提出一种基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，该方法通过结合领域内应用分析、架构设计空间探索、任务部署映射探索、启发式搜索算法等，实现了对领域专用的晶圆级芯片设计的高效优化，自动化生成领域专用的晶圆级芯片架构以及计算应用部署映射方案。
1.一种基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，其特征在于，包含：
2.根据权利要求1所述的基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，其特征在于，算子库中包含每个算子的相关信息，相关信息包含在不同硬件上的执行时间、算子的类型和对存储空间的需求；算子库中多种算子通过多种语言代码实现。
3.根据权利要求1所述的基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，其特征在于，算子构成的有向无环图中，节点表示算子，边表示算子之间的数据依赖关系，节点的权重表示算子的执行时间，边的权重表示算子之间的通信量。
4.根据权利要求1所述的基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，其特征在于，架构设计空间是指所有可能的架构设计参数组合，架构设计参数包含晶圆芯片尺寸、芯粒尺寸、芯粒布局和芯粒互连关系及布线。
5.根据权利要求1所述的基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，其特征在于，总代价函数的计算公式如下：
6.根据权利要求1所述的基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，其特征在于，多次循环迭代通过启发式方法以及贪心策略，逐步搜索晶圆级芯片的最优架构和应用部署，通过多次迭代，当满足终止条件后，输出晶圆级芯片架构以及领域内计算应用的部署方案。
7.根据权利要求6所述的基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，其特征在于，架构设计空间描述更改包括替换芯粒、增删芯粒和芯粒布局扰动交换，从而生成一些候选架构。
8.根据权利要求6所述的基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优方法，其特征在于，应用部署微调包括随机一个算子映射不同芯粒和算子在新芯粒上映射，进行应用部署的探索。
9.一种基于启发式的领域专用晶圆级芯片设计寻优系统，其特征在于，包括应用分析及算子库建立模块、架构设计空间描述模块、应用部署及结果评估模块和最优设计探索迭代模块，其中：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述方法的步骤。
