【摘要】： 隨著應(yīng)用對處理器性能需求日益提高,超標(biāo)量和深流水線已經(jīng)成為當(dāng)前嵌入式處理器的主流技術(shù)。但程序中普遍存在的條件分支是破壞超標(biāo)量和深流水線連續(xù)運行的主要原因,由條件分支指令造成的流水線性能損失已經(jīng)成為制約處理器性能提升的主要瓶頸,為了減少條件分支造成的流水線性能損失,現(xiàn)代處理器普遍采用分支預(yù)測技術(shù)。分支測技術(shù)在經(jīng)過了2bit分支預(yù)測器,全局/局部歷史分支預(yù)測器,Gshare分支預(yù)測器,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分支預(yù)測器的發(fā)展后,現(xiàn)在已經(jīng)日益成熟。為尋找進(jìn)一步制約分支預(yù)測準(zhǔn)確率的因素,本文對函數(shù)調(diào)用返回與分支預(yù)測的關(guān)系進(jìn)行了理論和實驗兩方面的深入研究,主要內(nèi)容如下: 首先總結(jié)了國內(nèi)外對這一課題的發(fā)展方向,主要體現(xiàn)在分支預(yù)測算法的發(fā)展過程和在各個發(fā)展階段遇到的問題,以及解決問題的辦法。重點介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分支預(yù)測器以及目前提高分支預(yù)測準(zhǔn)確率的種種努力,提出了研究方向。 其次,通過對函數(shù)調(diào)用和返回過程的深入分析,指出了函數(shù)調(diào)用返回過程中的分支別名現(xiàn)象,并對此提出了解決方案——離散函數(shù)調(diào)用分支別名的方法。在提出一種高效的算法仿真平臺后,根據(jù)具體的實驗,驗證了離散函數(shù)調(diào)用的分支別名方法確實能夠提高分支預(yù)測的準(zhǔn)確率。 然后,以CKCORE處理器為應(yīng)用背景,對離散函數(shù)調(diào)用分支別名的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法進(jìn)行了硬件實現(xiàn),并利用system verilog平臺對硬件實現(xiàn)進(jìn)行了驗證,進(jìn)而討論了新的驗證工作帶來的驗證平臺的變化。 最后,總結(jié)全文,給出了現(xiàn)有消除函數(shù)調(diào)用分支別名方法繼續(xù)改進(jìn)發(fā)展的方向。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TP332

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 薛勃;周玉潔;;MIPS32指令集兼容的CPU模擬器設(shè)計[J];計算機(jī)工程;2009年01期

2 汪永威;樊曉椏;黃小平;;32位RISC微處理器中分支預(yù)測器的硬件實現(xiàn)[J];計算機(jī)應(yīng)用研究;2009年02期

3 周妮;喬飛;譚斯斯;李常;楊華中;;32位MIPS處理器可測性設(shè)計與實現(xiàn)[J];微電子學(xué);2010年06期

4 孫彩霞;唐宏偉;張民選;;后備棧:一種高效的返回地址棧修復(fù)機(jī)制[J];計算機(jī)工程與科學(xué);2006年06期

5 任建;安虹;路放;梁博;;同時多線程處理器上的動態(tài)分支預(yù)測器設(shè)計方案研究[J];計算機(jī)科學(xué);2006年03期

6 陳愷冬;史江一;郝躍;;一種基于雙模結(jié)構(gòu)的預(yù)測器[J];微電子學(xué)與計算機(jī);2008年05期

7 馬鵬;盧景芬;龔令侃;;32位嵌入式CPU的微體系結(jié)構(gòu)設(shè)計[J];計算機(jī)工程;2008年S1期

8 陳海民;李崢;王瑞蛟;;嵌入式微處理器分支預(yù)測的設(shè)計與實現(xiàn)[J];計算機(jī)應(yīng)用;2011年07期

9 蘇銘,趙榮彩,宋宗宇;安騰處理器中多級分支預(yù)測機(jī)制[J];微計算機(jī)信息;2005年21期

10 談冉，，薛勝軍;INTEL　P6微處理器結(jié)構(gòu)與技術(shù)分析[J];交通與計算機(jī);1996年03期

相關(guān)會議論文 前8條

1 焦永;;雙模式分支預(yù)測器的改進(jìn)[A];2011年通信與信息技術(shù)新進(jìn)展——第八屆中國通信學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

2 焦永;趙銳;陳躍躍;;基于模糊加權(quán)的動態(tài)自適應(yīng)分支預(yù)測算法研究[A];計算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展——全國第17屆計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2006年

3 閆超;劉明;;PGC光纖解調(diào)算法信號處理平臺執(zhí)行時間確定性分析[A];泛在信息社會中的聲學(xué)——中國聲學(xué)學(xué)會2010年全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

4 趙利;陳中梁;胡瑜;李曉維;;軟硬件協(xié)同的微處理器可靠性設(shè)計評估平臺[A];第六屆中國測試學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

5 歐國東;王永文;張民選;;基于線程的多路徑數(shù)據(jù)預(yù)取技術(shù)研究[A];2010年第16屆全國信息存儲技術(shù)大會（IST2010）論文集[C];2010年

6 郭超;李坤;王永炎;劉勝航;王宏安;;多核處理器環(huán)境下內(nèi)存數(shù)據(jù)庫索引性能分析[A];NDBC2010第27屆中國數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)會議論文集A輯一[C];2010年

7 茍鵬飛;王詩博;楊兵;喻明艷;;改進(jìn)的基于O-GEHL預(yù)測技術(shù)的EDGE塊預(yù)測器[A];第十五屆計算機(jī)工程與工藝年會暨第一屆微處理器技術(shù)論壇論文集（B輯）[C];2011年

8 劉奇;郝守青;沈海華;章隆兵;;一種基于RAM的降低異構(gòu)多核切換開銷的方法[A];2010年第16屆全國信息存儲技術(shù)大會（IST2010）論文集[C];2010年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 ;改弦更張Intel將推八代CPU[N];電腦報;2005年

2 陜西省經(jīng)濟(jì)信息中心 佟平 中國建設(shè)銀行陜西省分行 史鋒;“芯”跳加速[N];計算機(jī)世界;2001年

3 林宗輝;處理器市場大趨勢：且看處理器雙雄如何搶占商機(jī)[N];電子資訊時報;2006年

4 ;CPU名詞解釋[N];江蘇經(jīng)濟(jì)報;2001年

5 ;邁入0.09微米時代[N];中國電腦教育報;2004年

6 姜波;處理器走進(jìn)“清涼”時代[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2006年

7 ;改進(jìn)還是革新[N];電腦報;2006年

8 本報記者　 朱泉峰;微處理器啟示錄[N];計算機(jī)世界;2006年

9 司馬不如;“芯”路歷程[N];中國計算機(jī)報;2001年

10 四川省宜賓市珙縣統(tǒng)計局微機(jī)室 李定川;賽揚D VS AMD閃龍[N];計算機(jī)世界;2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 陳晨;處理器條件分支指令處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2013年

2 杜貴然;多路徑Trace處理器[D];中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2001年

3 孟建熠;超標(biāo)量嵌入式處理器關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計研究[D];浙江大學(xué);2009年

4 李靜梅;多核處理器的設(shè)計技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

5 喻之斌;處理器微體系結(jié)構(gòu)模擬加速策略研究[D];華中科技大學(xué);2008年

6 馬可;微處理器性能分析模型的建立和研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

7 王云峰;硫化鎳礦選礦過程模型及優(yōu)化策略研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年

8 田紅麗;可重構(gòu)計算系統(tǒng)芯片中的動態(tài)數(shù)據(jù)調(diào)度模型及部件的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

9 歐國東;基于線程的數(shù)據(jù)預(yù)取技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

10 張帆;搜索引擎中索引表求交和提前停止技術(shù)優(yōu)化研究[D];南開大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 焦平;基于數(shù)據(jù)重用機(jī)制的超標(biāo)量處理器分支預(yù)測研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 蔣冠軍;記錄式分支預(yù)測器[D];浙江大學(xué);2010年

3 戴曦;X通用微處理器指令控制部件的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

4 高軍;EPIC體系結(jié)構(gòu)研究與流水線設(shè)計及實現(xiàn)[D];中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

5 張奕;32位5級流水線嵌入式處理器設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2007年

6 周宏偉;64位高性能微處理器前端取指部件的設(shè)計與實現(xiàn)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2003年

7 焦永;X微處理器分支預(yù)測機(jī)制設(shè)計及模糊加權(quán)的分支預(yù)測研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

8 沙子巖;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的處理器分支預(yù)測技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

9 李靜梅;基于MIPS處理器的分支預(yù)測機(jī)制的研究與設(shè)計[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

10 張定飛;指令Cache優(yōu)化中代碼重排技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

本文編號：2708946