动态可重构计算中程序热点识别关键技术研究

发布时间：2020-05-09 18:42

【摘要】：可重构计算(Reconfigurable Computing)作为一种新型的计算方式,在高性能与灵活性上做到了比较好的权衡和折中,填补了通用处理器与专用集成电路之间的空白。它既有接近于专用集成电路的速度,也有接近于通用可编程处理器的灵活性,是介于通用计算和专用计算之间的“第三条道路”。本文在国内外相关研究的基础上,对动态可重构计算中的热点识别关键技术进行了深入研究,主要工作如下: (1)研究了学术界和工业界的可重构计算实例,详细探讨了可重构计算的定义、分类和相关概念。提出了一种基于二进制代码的可重构计算流程,该流程在标准化、透明性、商业化等方面均优于传统的可重构计算设计流程。 (2)研究了热点识别技术。首先介绍了Trace的定义和评价指标,分析了NET算法的不足,然后提出了一种改进方案,并提出了预测-反馈策略提高热点识别性能。 (3)研究了CDFG(Control Data Flow Graph)构建技术。在分析了IA-32指令代码特点的基础上,提出了基于二进制代码构建CDFG的方法,采用目的操作数查找表来提高CDFG构建性能。 (4)根据以上提出的方案,设计并实现了TBCC系统(Trace Based CDFG Constructor,基于Trace的CDFG构建器)。针对二进制代码,识别程序中的热点,构建CDFG,以便利用硬件平台动态重构热点代码。本文在模拟器TBCC上对热点识别进行了模拟测试。实验结果表明,与原来的NET算法相比较,带有预测-反馈策略的NET改进算法在Trace的各项评价指标上都有较大的性能提高。使用TBCC实现了基于二进制代码的CDFG构建。
【图文】：

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图 1.1 FPGA CAD 流程图A 之间如何协同工作。由于可重构个特定的应用领域设计一个优化的化的实现方案是一项十分复杂的任消息传递机制、数据一致性、任务时，搜索可重构结构的设计空间，分重要的研究工作。还存在以下问题。大部分的芯片面积被连线占据，降综合与配置的时间较长，这就抵消了可重构计算在性能上与专业集成电中可以看出，可重构计算是一个庞功耗等方面具有相当的优势，，但是

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较公认的可重构计算的定义由加州大学伯克利分校可重构技术研究 Dehon 和 John Wawrzynek 于 1999 年 ACM 设计自动化国际会议上首一种广义的定义[12]，它将可重构计算视为一类计算机组织结构，并它组织结构的两类突出特点：造后芯片的定制能力(区别于专用集成电路)；实现很大程度的算法到计算引擎的空间映射(区别于通用处理器)。凡特点的计算方式都属于可重构计算的范畴。t1t2ABC x x x BA C x x x BA C y = A×x×x + B×x + C y = (A + x×x)×(B×x + C计算任务变化x+Bt1C
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP338

【参考文献】