本文關(guān)鍵詞：面向通用可重構(gòu)計(jì)算的外存訪問接口設(shè)計(jì)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：通用可重構(gòu)計(jì)算是未來高性能計(jì)算架構(gòu)的一個(gè)重要發(fā)展方向,在與多種應(yīng)用需求反復(fù)權(quán)衡的過程中,可重構(gòu)計(jì)算將演化至可實(shí)現(xiàn)多種任務(wù)的通用性計(jì)算。同時(shí)在面對(duì)各種高并行度、高性能需求的計(jì)算領(lǐng)域時(shí),存儲(chǔ)器讀寫速度的限制通常會(huì)成為計(jì)算速度的瓶頸。所以需要針對(duì)可重構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)一款外存訪問接口,通過存儲(chǔ)器訪問帶寬利用率的提升,實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)計(jì)算性能的提升。本文基于伯克利大學(xué)的研究對(duì)算法進(jìn)行分類與分析,根據(jù)分類結(jié)果,選取具有典型性的訪存敏感算法進(jìn)行研究,指導(dǎo)面向通用可重構(gòu)計(jì)算的外存訪問接口的優(yōu)化方向。接著通過分析得到各算法的數(shù)據(jù)分布特點(diǎn),并使用仿真工具完成各訪存敏感算法在嵌入式處理器系統(tǒng)中的仿真,得到數(shù)據(jù)請(qǐng)求隊(duì)列統(tǒng)計(jì)結(jié)果。本文根據(jù)數(shù)據(jù)分布特點(diǎn)總結(jié)出了三種數(shù)據(jù)分布類型,即線性數(shù)據(jù)分布、塊狀數(shù)據(jù)分布和跳躍式數(shù)據(jù)分布,進(jìn)而提出了多模式動(dòng)態(tài)可配高速訪存協(xié)議優(yōu)化方案并完成了硬件電路設(shè)計(jì)；根據(jù)數(shù)據(jù)請(qǐng)求隊(duì)列的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)其中步幅預(yù)取數(shù)據(jù)流具有重復(fù)性的特點(diǎn),針對(duì)這個(gè)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了步幅預(yù)取優(yōu)化方案,通過數(shù)學(xué)模型進(jìn)行方案優(yōu)化的性能評(píng)估,最后完成硬件設(shè)計(jì)。本文完成RTL仿真平臺(tái)和FPGA平臺(tái)的性能驗(yàn)證。RTL仿真平臺(tái)驗(yàn)證結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的多模式動(dòng)態(tài)高速訪存協(xié)議與AHB總線協(xié)議相比性能提高46%,本文設(shè)計(jì)的基于數(shù)據(jù)相關(guān)性的步幅預(yù)取方案與其他步幅方案相比,訪存性能提升了7.4%。FPGA平臺(tái)的測試結(jié)果表明,寫操作最大數(shù)據(jù)吞吐率達(dá)6.5Gbps,讀操作最大數(shù)據(jù)吞吐率達(dá)10.3Gbps,符合設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：通用可重構(gòu)計(jì)算 存儲(chǔ)器接口 數(shù)據(jù)分布 訪存協(xié)議 數(shù)據(jù)預(yù)取
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP334.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景與意義9-12
• 1.1.1 通用可重構(gòu)計(jì)算介紹9-10
• 1.1.2 通用可重構(gòu)計(jì)算存儲(chǔ)子系統(tǒng)10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 研究內(nèi)容與設(shè)計(jì)指標(biāo)15-16
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)16-19
• 第二章 面向通用可重構(gòu)計(jì)算的關(guān)鍵算法分析19-29
• 2.1 算法分類與歸納19-20
• 2.2 訪存敏感算法分析20-28
• 2.2.1 稠密線性代數(shù)20-22
• 2.2.2 譜分析22-24
• 2.2.3 結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)24-25
• 2.2.4 組合邏輯25-26
• 2.2.5 有限狀態(tài)機(jī)26-27
• 2.2.6 圖遍歷27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第三章 關(guān)鍵算法訪存規(guī)律分析29-37
• 3.1 關(guān)鍵算法數(shù)據(jù)分布分析29-32
• 3.1.1 線性數(shù)據(jù)分布29-30
• 3.1.2 塊狀數(shù)據(jù)分布30-31
• 3.1.3 跳躍式數(shù)據(jù)分布31-32
• 3.2 關(guān)鍵算法數(shù)據(jù)請(qǐng)求隊(duì)列分析32-36
• 3.2.1 C模型仿真平臺(tái)介紹32-33
• 3.2.2 關(guān)鍵算法數(shù)據(jù)請(qǐng)求隊(duì)列統(tǒng)計(jì)結(jié)果33-34
• 3.2.3 預(yù)取方案性能評(píng)估數(shù)學(xué)模型建立34-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第四章 面向通用可重構(gòu)計(jì)算的外存訪問接口設(shè)計(jì)37-51
• 4.1 片外存儲(chǔ)訪問接口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-39
• 4.2 優(yōu)先級(jí)仲裁模塊設(shè)計(jì)39-40
• 4.3 多模式動(dòng)態(tài)可配高速訪存協(xié)議模塊設(shè)計(jì)40-45
• 4.3.1 自定義接口設(shè)計(jì)40-42
• 4.3.2 多模式執(zhí)行模塊電路設(shè)計(jì)42-45
• 4.4 基于數(shù)據(jù)相關(guān)性的步幅預(yù)取模塊設(shè)計(jì)45-49
• 4.4.1 步幅預(yù)取模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)45-46
• 4.4.2 步幅預(yù)取模塊子模塊設(shè)計(jì)46-48
• 4.4.3 步幅預(yù)取模塊工作流程48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析51-59
• 5.1 RTL級(jí)仿真平臺(tái)測試結(jié)果與分析51-55
• 5.1.1 多模式動(dòng)態(tài)可配高速訪存協(xié)議仿真結(jié)果分析51-52
• 5.1.2 基于數(shù)據(jù)相關(guān)性的步幅預(yù)取模塊仿真結(jié)果與分析52-53
• 5.1.3 系統(tǒng)仿真結(jié)果53-55
• 5.2 FPGA平臺(tái)測試結(jié)果與分析55-57
• 5.2.1 FPGA驗(yàn)證平臺(tái)55-56
• 5.2.2 FPGA測試結(jié)果與分析56-57
• 5.3 本章小結(jié)57-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 總結(jié)59
• 6.2 展望59-61
• 致謝61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 作者簡介67

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李仁發(fā),周祖德,陳幼平,徐成,李方敏;可重構(gòu)計(jì)算的硬件結(jié)構(gòu)[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2003年03期

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3 季愛明;謝滿德;;二維陣列型可重構(gòu)計(jì)算的層次型參數(shù)模型[J];計(jì)算機(jī)工程;2008年18期

4 王志遠(yuǎn);王建華;徐e，

本文編號(hào)：289007