【摘要】：專用指令集處理器(ASIP)是以應(yīng)用為中心、以傳統(tǒng)的指令集體系結(jié)構(gòu)(ISA)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，通過(guò)并行處理、添加專用硬件和定制存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等手段，適應(yīng)具體應(yīng)用對(duì)功能、成本、功耗、可靠性等多方面嚴(yán)格要求的定制處理器。ASIP在靈活性和性能方面都有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，但還無(wú)法得到廣泛的應(yīng)用，主要因?yàn)槟壳斑�沒(méi)有一套完整的適應(yīng)于ASIP的設(shè)計(jì)方法和工具集。本文對(duì)ASIP設(shè)計(jì)方法學(xué)中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題——系統(tǒng)級(jí)仿真與評(píng)估理論和技術(shù)——進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，主要的工作與貢獻(xiàn)如下： (1)可重定向仿真方法研究。針對(duì)可重定向ASIP仿真的需求，以及ASIP的體系結(jié)構(gòu)特征，本文提出了一種ASIP的描述模型xpMODEL及雙引擎仿真方法。xpMODEL是一個(gè)具有三層架構(gòu)的ASIP仿真模型，該模型以指令為核心，在支持ASIP的復(fù)雜流水機(jī)制、多層次并行、專有硬件等特點(diǎn)的同時(shí)，能夠保證體系結(jié)構(gòu)層精確的仿真。根據(jù)xpMODEL的三層架構(gòu)，雙引擎仿真器對(duì)指令的行為和微結(jié)構(gòu)的操作進(jìn)行仿真，并利用ASAP的策略控制xpMODEL中指令的調(diào)度與操作時(shí)序的仿真，從而實(shí)現(xiàn)了仿真器的可重定向性�；趚pMODEL的可重定向仿真技術(shù)在支持仿真的精度、支持體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度和可重定向?qū)崿F(xiàn)的復(fù)雜度方面都優(yōu)于現(xiàn)有可重定向仿真技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。 (2)系統(tǒng)級(jí)功耗評(píng)估模型的研究。基于可重定向ASIP仿真的三個(gè)主要層次，提出并實(shí)現(xiàn)了以指令級(jí)功耗模型、平均部件功耗模型和輸入敏感部件功耗模型綜合構(gòu)成的ASIP系統(tǒng)級(jí)功耗模型，同時(shí)給出了基于此模型的功耗評(píng)估的方法。該評(píng)估模型評(píng)估速度快、精度高，是“自頂向下”的ASIP設(shè)計(jì)流程中低功耗設(shè)計(jì)和應(yīng)用優(yōu)化的必不可少的手段。在系統(tǒng)級(jí)功耗模型的建模過(guò)程中，我們還提出了一系列建模方法：通過(guò)修正部件結(jié)構(gòu)信息模型對(duì)運(yùn)算部件進(jìn)行建模；提出了基于熵平均部件功耗模型分析方法；提出了基于流水線狀態(tài)的指令級(jí)功耗建模方法。這些方法不僅適用于功耗模型的建立，對(duì)于系統(tǒng)級(jí)評(píng)估模型的建立，也有重要的參考價(jià)值。 (3)ASIP多指標(biāo)評(píng)估模型研究。設(shè)計(jì)空間搜索過(guò)程中ASIP的設(shè)計(jì)者需要綜合考慮備選設(shè)計(jì)方案的各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)，隨著ASIP的復(fù)雜度的不斷提高以及設(shè)計(jì)需求的不斷增多，多指標(biāo)評(píng)估中的不確定因素逐步增多，傳統(tǒng)的多指標(biāo)評(píng)估
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TP332
【圖文】：

ASPI中更常用的并行處理技術(shù)是功能級(jí)的并行。功能級(jí)的并行處理一般有三個(gè)層次:指令級(jí)、線程級(jí)和處理單元級(jí)(PE級(jí))。指令級(jí)并行最基本的手段是流水線，典型的處理器指令流水線如圖2一2所示。圖2一2處理器指令流水線示例

第二章可重定向仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀圖2一AISIP中并行技術(shù)的分類數(shù)據(jù)級(jí)并行中的向量并行和511討D主要應(yīng)用于一些特定的數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域，例如:數(shù)字濾波器、向量和矩陣運(yùn)算。數(shù)據(jù)級(jí)并行技術(shù)已經(jīng)被一些ASPI所采用，例如德州儀器的C6X系列【51和飛利浦的Trimediaporeessor[7]。位級(jí)的并行性主要依賴于應(yīng)用中的數(shù)據(jù)類型和操作，用于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中包頭的CRC域計(jì)算的指令就是這方面的例子。如果沒(méi)有位操作指令的話，這類計(jì)算將需要大量的指令序列才能夠完成。ASPI中更常用的并行處理技術(shù)是功能級(jí)的并行。功能級(jí)的并行處理一般有三個(gè)層次:指令級(jí)、線程級(jí)和處理單元級(jí)(PE級(jí))。指令級(jí)并行最基本的手段是流水線，典型的處理器指令流水線如圖2一2所示。圖2一2處理器指令流水線示例

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李曦;仲力;高妍妍;;周期精確ASIP仿真器生成環(huán)境的研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2008年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 何濤;復(fù)雜數(shù)字信號(hào)處理算法實(shí)現(xiàn)方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

2 李雙飛;適用于MIMO-OFDM的ASIP的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2721253