本文關(guān)鍵詞：多媒體應(yīng)用的軟件并行化及低功耗優(yōu)化方法的研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著多核技術(shù)的發(fā)展,處理器性能得到了巨大提升。多核系統(tǒng)已經(jīng)廣泛滲入到移動(dòng)設(shè)備、嵌入式設(shè)備和PC等領(lǐng)域。然而,很多公司普遍缺乏一種軟件技術(shù)來充分利用多核平臺(tái)的計(jì)算資源,軟件設(shè)計(jì)和硬件資源的不協(xié)調(diào)造成系統(tǒng)性能的下降和資源的浪費(fèi)。對(duì)多核平臺(tái)串行程序的并行化研究具有重要價(jià)值,并得到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。針對(duì)多核處理器資源不能被充分利用的缺陷,本文首先對(duì)串行程序的并行化技術(shù)進(jìn)行研究,以串行程序任務(wù)依賴為理論基礎(chǔ),設(shè)計(jì)出一套針對(duì)多媒體應(yīng)用的并行化模板。然后,以JPEG靜態(tài)圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)為實(shí)例,開展基于JPEG編碼算法的并行化研究。其次,結(jié)合本人實(shí)際做過的一個(gè)科研項(xiàng)目H.264視頻解碼標(biāo)準(zhǔn)的并行化設(shè)計(jì)為研究依據(jù),對(duì)H.264解碼算法為并行化方案加以深入的研究和分析。具體來說,本文主要開展如下工作:(1)多核時(shí)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算能力的快速提升,使得系統(tǒng)性能得到顯著改善。然而,軟件技術(shù)卻沒有跟上硬件技術(shù)的步伐。本文對(duì)多核處理器平臺(tái)進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)針對(duì)多媒體應(yīng)用的軟件并行化模板。設(shè)計(jì)的串行程序并行化模板主要通過四個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)軟件的并行化編碼設(shè)計(jì),達(dá)到串行程序充分利用多核處理器資源的目的。(2)JPEG編碼算法是目前業(yè)界最為流行的編碼標(biāo)準(zhǔn)之一,基于JPEG編碼算法的圖像編碼器在PC和移動(dòng)設(shè)備中廣泛使用。本文對(duì)JPEG靜態(tài)圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)出JPEG編碼算法的并行化方案,提升JPEG編碼算法的性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)多核資源的充分利用。(3)H.264視頻解碼標(biāo)準(zhǔn)目前最流行的視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)之一,H.264以其高壓縮率和高性能受到諸多視頻編解碼應(yīng)用的青睞。本文對(duì)H.264視頻解碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入研究和分析,設(shè)計(jì)出H.264視頻解碼算法的并行化方案,實(shí)現(xiàn)H.264視頻解碼算法在性能和能耗等方面的優(yōu)化。最后,針對(duì)以上研究工作,論文基于真實(shí)測試實(shí)例對(duì)本文的兩個(gè)并行化案例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。具體的,采用并行化編程模型OpenMP實(shí)現(xiàn)串行代碼的并行化實(shí)現(xiàn),并引入DVFS技術(shù)進(jìn)一步降低系統(tǒng)能耗。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)上述技術(shù)能有效的提高系統(tǒng)的性能,使系統(tǒng)的速度提高30%以上,能耗降低至少25%。本文的研究工作對(duì)多核處理器上的軟件并行化在移動(dòng)設(shè)備、嵌入式設(shè)備、數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器等領(lǐng)域的應(yīng)用提供新的解決方案和思路。
【關(guān)鍵詞】：軟件并行化 多核處理器 JPEG H.264 OpenMP DVFS
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP332
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究目的及意義11
• 1.4 本文主要內(nèi)容和研究成果11-12
• 1.5 文章組織結(jié)構(gòu)12-15
• 2 技術(shù)背景論述15-27
• 2.1 引言15
• 2.2 多核處理器簡介15-18
• 2.2.1 多處理器的發(fā)展歷程16
• 2.2.2 多核處理器的結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2.3 多核處理器上的并行技術(shù)17-18
• 2.3 OpenMP18-23
• 2.3.1 OpenMP簡介18-20
• 2.3.2 多線程的創(chuàng)建20
• 2.3.3 任務(wù)并行20-22
• 2.3.4 OpenMP在內(nèi)核中的調(diào)度和映射22-23
• 2.4 DVFS23-26
• 2.4.1 DVFS簡介23
• 2.4.2 能耗模型23-26
• 2.4.3 DVFS實(shí)現(xiàn)流程26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 并行化模型27-35
• 3.1 引言27
• 3.2 軟件并行化的模型方案27-33
• 3.2.1 任務(wù)劃分27-28
• 3.2.2 并行性分析28-29
• 3.2.3 預(yù)處理29-31
• 3.2.4 并行化實(shí)現(xiàn)31-33
• 3.3 并行化中的節(jié)能模型33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 JPEG編碼算法并行化研究35-45
• 4.1 JPEG標(biāo)準(zhǔn)簡介35
• 4.2 JPEG編碼算法分析35-38
• 4.3 JPEG-EN-DE并行化研究38-42
• 4.3.1 任務(wù)劃分38-39
• 4.3.2 并行性分析39-40
• 4.3.3 預(yù)處理40-41
• 4.3.4 并行化實(shí)現(xiàn)41-42
• 4.4 節(jié)能的實(shí)現(xiàn)42-43
• 4.5 本章小結(jié)43-45
• 5 H.264解碼并行化研究45-57
• 5.1 H.264標(biāo)準(zhǔn)簡介45
• 5.2 H.264解碼算法分析45-47
• 5.2.1 H.264基本定義45-46
• 5.2.2 H.264解碼流程46-47
• 5.3 基于H.264標(biāo)準(zhǔn)的視頻編解碼軟件47-49
• 5.3.1 JM軟件簡介48
• 5.3.2 JM軟件解碼流程48-49
• 5.4 JM并行化研究49-55
• 5.4.1 任務(wù)劃分49-51
• 5.4.2 并行性分析51-54
• 5.4.3 預(yù)處理54-55
• 5.4.4 并行化實(shí)現(xiàn)55
• 5.5 本章小結(jié)55-57
• 6 實(shí)驗(yàn)評(píng)估57-67
• 6.1 JPEG并行化實(shí)驗(yàn)評(píng)估57-60
• 6.1.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建57-58
• 6.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果58-60
• 6.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析60
• 6.2 H.264并行化實(shí)驗(yàn)評(píng)估60-66
• 6.2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建61-63
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果63-65
• 6.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析65-66
• 6.3 本章小結(jié)66-67
• 7 總結(jié)與展望67-69
• 7.1 本文總結(jié)67-68
• 7.2 未來研究方向的展望68-69
• 致謝69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 附錄75
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間內(nèi)發(fā)表的論文目錄75
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間內(nèi)參加的科研項(xiàng)目75

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳正娟;職為梅;楊勇;范明;;并行化的粒子群技術(shù)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2009年36期

2 齊書陽;;迎接并行化的明天[J];軟件世界;2009年06期

3 曹琳,楊學(xué)軍,金國華;兩種并行化機(jī)制的分析[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;1993年09期

4 金國華，，陳福接;并行化技術(shù)與工具[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;1996年07期

5 蔡立志,童維勤,廖文昭;序列拼裝程序的并行化研究與實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2003年14期

6 王偉;潘建偉;;有限差分法的并行化計(jì)算實(shí)現(xiàn)[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2008年07期

7 程錦松;;迭代法的并行化[J];安徽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1997年03期

8 陳再高;王s

本文編號(hào)：258494