基于动态指令集的自适应处理器的关键技术研究

发布时间：2020-12-25 13:33

　　专用指令集处理器（ASIP）既继承了通用处理器（GPP）的编程灵活、上市时间短等优点,又集成了专用集成电路（ASIC）的功耗低、执行高效等特性,它的出现给系统开发、设计等不同层次的人员带来了许多益处,因此越来越受到学术界和工业界的欢迎和关注。但是,ASIP的设计实现难度较大,其中难度最大的是快速的工具链实现和验证。如何降低或避免ASIP工具链开发所带来的额外开销,是ASIP应用中一个重要的问题。新技术领域的兴起对程序与计算提出了更严格的要求,频繁变化的用户需求使处理器执行的任务具有高度的动态性。传统的基于静态指令集设计的处理器已经无法够满足这些应用的需求。如何设计新的架构来满足用户动态变化的需求,是处理器设计中的重要问题。本文针对上述两个问题,提出了一种基于自适应ASIP处理器（ApplicationSpecific Adaptive Processor,ASAP）的解决方案。ASAP将ASIP技术与可重构技术结合到一起,让处理器能够动态的扩展自定义指令以适应变化的应用需求;同时保证底层硬件的重构对上层软件透明,使自定义指令能够动态的映射而不改变对应用程序的接口,以重用原有工具链,从而... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

，设计复杂度与设计生产率的差距

Tensiliga[36]公司的可扩展处理器 xtensaLx，并针对多媒体应用提供了多个可编程的加速单元，也实现了一定意义上的自适应处理。}如图1.5所示，自适应处理器的出现，充分利用了动态可重构器件的时空域计算特性，结合自适应技术，使RJSP能够针对特定应用优化，在犯SP的基础上又提高了处理器的性能，使之能够同时满足性能、效率和灵活性的需求。廿矛p户:户.护t‘---、。。-必图1.5处理器性质比较自适应处理器结合了AsIP、可重构技术、自适应技术，兼具了三者的优点。研究自适应处理器设计及相关技术，对提高专用处理器的重用率，降低研发周期和开销，降低开发人员难度都有着重要的意义;其中的相关技术也可以直接应用于专用指令集处理器的设计中;同时

图1.6ASAP概念图自适应处理器要能够达到特定应用的性能和功能功耗需求，首先要能够精确的感知应用的特点，其次还要能够生成针对特定应用优化的专用指令集，并重构到硬件上高效的执行.为此，需重点研究的内容包括:1.高效的动态剖析方案常见的动态剖析技术一般都是记录和跟踪应用程序的执行路径。但是为了能够精确的感知应用的特点，我们可能不仅仅需要剖析处理器运行时的指令序列，还要能剖析其他相关的特性，如对内存的访问、Cache命中率、分支预测成功率等;而为了能够缩短自适应处理器的设计周期，要求尽可能降低动态剖析器与其中的通用处理器的祸合度。拟解决的关键问题为:可配置的动态剖析器的设计与实现:使剖析器能够根据特定的需求改变剖析的目标，生成不同的信息。剖析器和微体系结构的分离:传统的剖析器往往都和微体系结构祸合较紧，

【参考文献】：
期刊论文
[1]网络处理器高频指令对的组合设计与分析[J]. 陈红松,季振洲,胡铭曾,季毅.  小型微型计算机系统. 2006(02)
[2]编译器中的edge profiling设计和实现[J]. 董希谦,张兆庆.  计算机科学. 2003(01)



本文编号：2937752