可重構(gòu)處理器同時具有通用處理器的高靈活性和專用集成電路的高能量效率。根據(jù)陣列互連形式的不同,可重構(gòu)處理器主要分為一維互連可重構(gòu)處理器和二維互連可重構(gòu)處理器。計(jì)算密集型應(yīng)用經(jīng)常被映射到可重構(gòu)處理器上面進(jìn)行加速。這些計(jì)算密集型應(yīng)用中,程序的大部分的執(zhí)行時間都集中在少量的循環(huán)代碼處。因此,可重構(gòu)處理器上循環(huán)映射優(yōu)化對于提升計(jì)算密集型應(yīng)用的執(zhí)行性能具有重要意義。由于可重構(gòu)處理器上特殊的硬件結(jié)構(gòu)以及循環(huán)程序中語句復(fù)雜的依賴關(guān)系,可重構(gòu)處理器上的循環(huán)映射也存在著挑戰(zhàn)。為了提高循環(huán)在可重構(gòu)處理器上的執(zhí)行性能,本論文針對兩類典型的可重構(gòu)處理器（一維互連可重構(gòu)處理器和二維互連可重構(gòu)處理器）分別提出了兩類基于多面體模型的循環(huán)映射方法。論文主要從兩個大的方面來優(yōu)化可重構(gòu)處理器上的循環(huán)映射,分別是面向一維互連可重構(gòu)處理器的循環(huán)空間映射方法和面向二維互連可重構(gòu)處理器的循環(huán)時域映射方法。在循環(huán)空間映射方法中,我們通過對影響可重構(gòu)處理器執(zhí)行性能的關(guān)鍵因素的分析和多面體模型理論,建立了一個能夠綜合反映可重構(gòu)處理器執(zhí)行特點(diǎn)并包含循環(huán)變換參數(shù)的性能模型。進(jìn)一步地,我們建立了一個面向可重構(gòu)處理器的循環(huán)空間映射的優(yōu)化問題,并... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 可重構(gòu)計(jì)算
        1.1.2 可重構(gòu)處理器編譯技術(shù)
        1.1.3 可重構(gòu)處理器上的循環(huán)優(yōu)化的重要性
        1.1.4 可重構(gòu)處理器上的循環(huán)優(yōu)化的挑戰(zhàn)
    1.2 本論文的研究范圍
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 可重構(gòu)處理器上循環(huán)優(yōu)化的趨勢
    1.4 論文的研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)
第2章 可重構(gòu)處理器硬件特征分析及典型映射方法
    2.1 可重構(gòu)處理器硬件特征
        2.1.1 數(shù)據(jù)訪存機(jī)制
        2.1.2 PE互連機(jī)制
        2.1.3 配置機(jī)制
        2.1.4 總結(jié)
    2.2 典型映射方式
        2.2.1 空間映射與時域映射
        2.2.2 可重構(gòu)處理器編譯流程
    2.3 本章小結(jié)
第3章 循環(huán)優(yōu)化理論
    3.1 數(shù)學(xué)超平面和多面體
    3.2 多面體模型
        3.2.1 迭代域
        3.2.2 訪存函數(shù)
        3.2.3 依賴多面體
        3.2.4 仿射變換
    3.3 軟件流水
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于多面體模型的循環(huán)空間映射方法
    4.1 本章引論
    4.2 可重構(gòu)處理器性能評估模型
    4.3 循環(huán)空間映射優(yōu)化問題建立
        4.3.1 基本思路
        4.3.2 二維嵌套循環(huán)的性能模型
        4.3.3 多維嵌套循環(huán)空間映射優(yōu)化問題建立
    4.4 問題求解與方法流程
        4.4.1 求解思路
        4.4.2 方法流程
    4.5 實(shí)驗(yàn)與分析
        4.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        4.5.2 總體性能比較
        4.5.3 編譯時間
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于迭代級仿射變換的軟件流水方法
    5.1 本章引論
    5.2 研究動機(jī)
        5.2.1 PE利用率的提升
        5.2.2 存儲器訪存代價(jià)的降低
    5.3 循環(huán)時域映射優(yōu)化問題建立
        5.3.1 基本思路
        5.3.2 循環(huán)時域映射優(yōu)化問題建立
    5.4 問題求解與方法流程
        5.4.1 NLET?序列生成
        5.4.2 整體流程
    5.5 實(shí)驗(yàn)與分析
        5.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        5.5.2 實(shí)例展示
        5.5.3 總體執(zhí)行時間的比較
        5.5.4 PE利用率比較
        5.5.5 存儲訪存代價(jià)比較
        5.5.6 不同陣列規(guī)模的影響
        5.5.7 編譯時間
    5.6 本章小結(jié)
第6章 基于算子級仿射變換的循環(huán)流水方法
    6.1 本章引論
    6.2 研究動機(jī)
    6.3 問題建模
        6.3.1 算子級仿射變換和循環(huán)軟件流水
        6.3.2 總體執(zhí)行時間建模
    6.4 問題求解
    6.5 實(shí)驗(yàn)與分析
        6.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        6.5.2 TECK有效性驗(yàn)證
        6.5.3 性能提升
        6.5.4 存儲訪問代價(jià)對比
        6.5.5 編譯時間對比
    6.6 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 論文工作總結(jié)
    7.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于可重構(gòu)處理器的并行優(yōu)化算法[J]. 劉石柱,尹首一,殷崇勇,劉雷波,魏少軍.  計(jì)算機(jī)工程. 2012(21)
[2]可重構(gòu)媒體處理器配置信息優(yōu)化生成技術(shù)[J]. 殷崇勇,尹首一,魏少軍.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2012(04)
[3]可重構(gòu)媒體處理器任務(wù)編譯器的前端設(shè)計(jì)[J]. 殷崇勇,尹首一,劉雷波,楊超,朱敏,魏少軍.  北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(03)
[4]MPP系統(tǒng)芯片體系結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展[J]. 沈緒榜.  中國科學(xué)（E輯:信息科學(xué)）. 2008(06)
[5]系統(tǒng)集成芯片設(shè)計(jì)的若干關(guān)鍵技術(shù)[J]. 魏少軍.  中國科學(xué)（E輯:信息科學(xué)）. 2008(06)

博士論文
[1]可重構(gòu)計(jì)算相關(guān)技術(shù)研究[D]. 孫康.浙江大學(xué) 2007
[2]可重構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)中軟硬件代碼劃分技術(shù)研究[D]. 沈英哲.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[3]可重構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 羅賽.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]粗粒度可重構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)中算法映射的研究與設(shè)計(jì)[D]. 謝靂.上海交通大學(xué) 2011
[2]粗粒度可重構(gòu)陣列處理器編譯工具研究[D]. 左艷輝.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008



本文編號：3481361