本文選題：數據分配　切入點：便箋式存儲器　出處：《湖南大學》2013年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：高性能應用，如高清數字信號處理(DSP)等對嵌入式系統(tǒng)有著嚴格的實時處理和低能耗等要求。便箋式存儲器(Scratch Pad Memory, SPM)是一種軟件控制的片上存儲器。由于具有純軟件控制、占用芯片面積少、低能耗等優(yōu)點，便箋式存儲器作為一種片上存儲器已經越來越廣泛地應用在眾多數字信號處理系統(tǒng)中。在這些嵌入式系統(tǒng)中，通常會使用多種具有不同性能和開銷的存儲介質組成多層存儲子系統(tǒng)，從而提高整個系統(tǒng)的存儲效率。因此，在基于便箋式存儲器多層異質存儲單元的嵌入式系統(tǒng)中，如何有效的進行數據分配是減少系統(tǒng)存儲開銷、提高程序性能的重要研究課題之一。 近年來，學術界提出了許多不同的基于便箋式存儲器的數據分配策略。然而，現有的研究大多是一些不能保證最優(yōu)解的啟發(fā)性算法。而本文致力于設計出能保證在多項式時間復雜度內找到解決多層便箋式存儲嵌入式系統(tǒng)上的的數據分配問題的最優(yōu)算法。對于程序區(qū)段內的標量數據，本文設計出一種基于動態(tài)規(guī)劃的程序區(qū)段最優(yōu)數據分配算法(RODP)，該算法可以在多項式時間復雜度內得到最優(yōu)解；對于全局標量數據的分配，，本文用整數線性規(guī)劃進行建模，并基于RODP算法，提出了全局數據分配算法(GDP)，GDP算法能在多項式時間復雜度內快速地解決整個程序內標量數據的分配問題。最后，本文專門針對于程序循環(huán)體中的數組變量，設計出循環(huán)迭代最優(yōu)數據分配算法(IODP)，該算法可以保證循環(huán)中的數組數據在多層便箋式存儲器上得到迭代級最優(yōu)數據分配。 仿真實驗分別在兩組基準程序上進行。實驗結果表明對于所有的測試程序，本文提出的全局數據分配算法及循環(huán)迭代最優(yōu)數據分配算法無論在訪存延遲，還是系統(tǒng)能耗方面都優(yōu)于已有的基于貪婪策略的數據分配算法。
[Abstract]:High-performance applications, such as high-definition digital signal processing (DSP), have strict real-time processing and low energy consumption requirements for embedded systems. Scratch Pad memory (SPMs) is a kind of software controlled on-chip memory. As a kind of on-chip memory, notepad memory has been widely used in many digital signal processing systems. In order to improve the storage efficiency of the whole system, the storage efficiency of the whole system can be improved by using a variety of storage media with different performance and overhead. How to allocate data effectively is one of the important research topics to reduce system storage overhead and improve program performance. In recent years, many different data allocation strategies based on notepad memory have been proposed by the academic community. However, Most of the existing researches are heuristic algorithms which can not guarantee the optimal solution. However, this paper is devoted to designing a solution to the problem of data allocation on multi-layer note storage embedded system in polynomial time complexity. For scalar data in a program section, In this paper, a program segment optimal data allocation algorithm based on dynamic programming is designed, which can obtain the optimal solution in polynomial time complexity, and the integer linear programming is used to model the global scalar data allocation. Based on the RODP algorithm, a global data allocation algorithm is proposed, which can quickly solve the problem of scalar data allocation in the polynomial time complexity. Finally, this paper focuses on the array variables in the program loop. A cyclic iterative optimal data allocation algorithm is designed, which can ensure that the array data in the loop can be allocated at the iterative level on a multi-layer pad memory. The simulation results show that for all the test programs, the global data allocation algorithm and the cyclic iterative optimal data allocation algorithm are proposed in this paper, regardless of the memory access delay. The system energy consumption is better than the existing greedy strategy based data allocation algorithm.
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP333

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