異構(gòu)多核系統(tǒng)將可重構(gòu)技術(shù)與多核片上系統(tǒng)相結(jié)合,兼顧了硬件計(jì)算的高效性和軟件編程的靈活性,但是同時(shí)也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度,給軟／硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了新的挑戰(zhàn)。電子系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模,在設(shè)計(jì)的早期提供軟／硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境,不僅實(shí)現(xiàn)了軟／硬件協(xié)調(diào)設(shè)計(jì),還能夠降低設(shè)計(jì)成本,縮短設(shè)計(jì)周期。對(duì)于系統(tǒng)模型來說,混合精度模型相較于單精度模型,在保證模型精度的前提下提高了模型的運(yùn)行速率,在一定程度上提高了模型的整體性能。本文以C++作為建模語言,研究片上網(wǎng)絡(luò)寄存器傳輸級(jí)(RTL)建模技術(shù)、可重構(gòu)系統(tǒng)建模技術(shù)、指令集模擬器建模技術(shù)以及混合精度系統(tǒng)模型建模技術(shù)。本文的主要工作如下：首先,本文設(shè)計(jì)了可編程協(xié)處理器的兩種精度模擬器模型,即周期精確模型和指令精確模型。周期精確模型精確到時(shí)鐘周期,模擬程序運(yùn)行過程中代表處理器狀態(tài)的寄存器、存儲(chǔ)器等的變化。而指令精確模型只需要做到指令精確即可,根據(jù)指令實(shí)現(xiàn)完成相應(yīng)的計(jì)算任務(wù)。其次,本文概括性的介紹了片上網(wǎng)絡(luò)周期精確RTL級(jí)模型和可重構(gòu)計(jì)算單元RCU的兩種不同精度即周期精確事務(wù)級(jí)和非周期精確行為級(jí)模型的設(shè)計(jì)過程。最后,搭建異構(gòu)多核系統(tǒng)的混合精度模型。以RTL級(jí)片上網(wǎng)絡(luò)作為通訊平臺(tái),通過接口封裝技術(shù)在片上網(wǎng)絡(luò)上掛載可重構(gòu)計(jì)算單元和可編程協(xié)處理器的不同精度模型。同時(shí)該模型還可以通過參數(shù)化配置片上網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模,所掛載IP核的類型、數(shù)目、精度以及所掛載的片上網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置等。該模型具有良好的可擴(kuò)展、可重構(gòu)和可重用性,不僅具有高精度模型良好的觀測(cè)性還具備低精度模型的高運(yùn)算速率。在低精度運(yùn)行模式下與高精度模式相比,仿真時(shí)間最大可節(jié)省83.4%。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TN47
【部分圖文】：

?）??Ｉ第ｎ條指令的執(zhí)斤??Ｉ?Ｊ??圖２．３基于周期循環(huán)的并行示意圖??Ｆｉｇ?２．３?Ｂａｓｅｄ?ｏｎ?１：ｈｅ?ｃｙｃｌｅ?ｏｆ?ｐａｒａｌｌｅｌ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ??（３）基于接口封裝的混合精度建模技術(shù)??混合精度建模技術(shù)指在模型中集成兩種或兩種Ｗ上抽象層次模型或同時(shí)包含??周期精確級(jí)和非周期精確級(jí)模型的一種建模技術(shù)，混合精度建模技術(shù)將不同精度??的模型集中在一個(gè)系統(tǒng)中，可レッ克服單一建模技術(shù)存在的不足，從而更好地滿足??設(shè)計(jì)需求。??本文采巧了一種基于接口封裝的混合精度建模技術(shù)ＵＷ３。接曰封裝指的是集??成在ＩＰ核外圍，把模塊的接口協(xié)議和接口數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)總線接曰協(xié)議和數(shù)??據(jù)類型，從而實(shí)現(xiàn)兩種不同協(xié)議信號(hào)之間匹配Ｗ及不同數(shù)據(jù)類型之間匹配的模塊。??通過接口封裝可Ｗ實(shí)現(xiàn)不同精度模型之間的連接。接口封裝示意圖如下，有關(guān)接??口封裝技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)，可參見第六章異構(gòu)多核系統(tǒng)的混合精度建模。??接口封裝???ｉ．／?＼?＇???周期精嚇建非臟確行為級(jí)??模型一?＾模型二??Ｉ?Ｉ?￣??圖２．４接曰封裝示意圖??Ｆｉｇ?２

圖２．３基于周期循環(huán)的并行示意圖??Ｆｉ２．３?Ｂａｓｅ?ｏｎ?：ｅ?ｃｃｌｅ?ｏｆａｒａｌｌｅｌ?ｓｃｈｅｍａｃ?ｄｉａｒａｍ??

行為級(jí)模型。此設(shè)計(jì)是為了滿足當(dāng)用戶不需要對(duì)ＲＣＵ和ＣＯＰ進(jìn)行觀測(cè)時(shí)可ｔＵ??選用行為級(jí)模型運(yùn)行從而提高了系統(tǒng)整體的運(yùn)行速度，提高系統(tǒng)性能。??本文所設(shè)計(jì)的異構(gòu)多核片上系統(tǒng)混合精度系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)如圖２．５所示：??０?０?０?？??＿?ＲＣＵ??■＾組合模塊?Ｉ??，＿＿?？￣￣Ｗ??覃?：ＣＯＰ?！??Ｉ?Ｉ?＾?近合模塊Ｉ??過?０?０?０?？??Ｉ?ＲＣＵ??今組合樸塊??？?色．?ｖ�。。�???圖２．５異構(gòu)多核系統(tǒng)混合精度模型??Ｆｉ呂?２．５?Ｈｙｂｒｉｄ?ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ?ｏｆ?ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ?ｍｕ怕乂〇化巧別ｅｍ??如上圖所示，ＩＰ核模型的組合模塊掛載在ＮｏＣ網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)路由節(jié)點(diǎn)下，每個(gè)??組合模塊包含有兩個(gè)不同精度的ＩＰ核模型。其中民ＣＵ模塊是一種面向高密度計(jì)??算的可重構(gòu)計(jì)算單元；ＣＯＰ模塊為一種精簡(jiǎn)指令集的可編程協(xié)處理器；ＮｏＣ網(wǎng)絡(luò)??是レッ包－連接電路為路由方式的片上通訊模塊。民ＣＵ和ＣＯＰ掛載在ＮｏＣ網(wǎng)絡(luò)上，??１３??
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本文編號(hào)：2855125