本文關(guān)鍵詞：多通道并行訪存接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 多核系統(tǒng) 并行訪存 時(shí)間間隙 存儲(chǔ)帶寬 任務(wù)映射

【摘要】：在片上多核系統(tǒng)中,多核處理器與片外存儲(chǔ)器間數(shù)據(jù)交互頻繁。片上網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為片內(nèi)多核并行計(jì)算和訪存提供了條件,多核系統(tǒng)的多任務(wù)并行迫切需要更高的存儲(chǔ)器接口帶寬利用率,傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)器接口不能充分利用片外存儲(chǔ)器帶寬以滿(mǎn)足片上多核并行訪存的需求。本文在借鑒多進(jìn)程分時(shí)共享CPU算法的基礎(chǔ)上,研究了一種適用于多核系統(tǒng)的用戶(hù)側(cè)多通道并行訪存技術(shù)。該技術(shù)利用存儲(chǔ)器接口兩側(cè)帶寬差和時(shí)間間隙概念,實(shí)現(xiàn)訪存任務(wù)在SDRAM側(cè)分時(shí)獨(dú)享、用戶(hù)側(cè)并行操作的目標(biāo)。在上述研究的基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種支持多通道并行訪存的存儲(chǔ)器接口(Multi-Access Memory Interface, MAMI),充分利用存儲(chǔ)器帶寬,提高目標(biāo)系統(tǒng)性能。論文的主要工作如下：1.本文借鑒分時(shí)系統(tǒng)基于時(shí)間間隙的多任務(wù)并行思想,對(duì)MAMI設(shè)計(jì)原理進(jìn)行分析,并提出MAMI設(shè)計(jì)方案,討論設(shè)計(jì)中工作機(jī)制及關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置,如各仲裁機(jī)制選取、時(shí)間間隙切換機(jī)制及時(shí)間間隙長(zhǎng)度的設(shè)置等。2.本文根據(jù)設(shè)計(jì)方案對(duì)MA MI進(jìn)行硬件原型設(shè)計(jì),并在FPGA上完成其硬件實(shí)現(xiàn)。MAMI設(shè)計(jì)通過(guò)添加自查詢(xún)分配數(shù)據(jù)端口機(jī)制解決并行訪存中數(shù)據(jù)端口分配問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)訪存的數(shù)據(jù)端口自動(dòng)分配；并優(yōu)化了時(shí)間間隙輪轉(zhuǎn)機(jī)制,隱藏?cái)?shù)據(jù)通道切換時(shí)間,實(shí)現(xiàn)SDRAM側(cè)數(shù)據(jù)通道分時(shí)無(wú)縫切換。MAMI支持兩種工作模式：配置模式和自查詢(xún)模式,配置模式支持目標(biāo)系統(tǒng)的所有任務(wù)配置方式,而自查詢(xún)模式還省去了在程序配置時(shí)程序員分配數(shù)據(jù)端口所做的大量準(zhǔn)備工作。3.本文將MAMI設(shè)計(jì)集成到目標(biāo)系統(tǒng)中,替換原有只支持一路讀訪存和一路寫(xiě)訪存的存儲(chǔ)器接口。通過(guò)映射具有不同訪存計(jì)算比的任務(wù),討論兩種工作模式下的MAMI設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸并行度及任務(wù)性能的影響。立足于計(jì)算密集和數(shù)據(jù)密集型的應(yīng)用領(lǐng)域,本文在集成MAMI的目標(biāo)系統(tǒng)中加載距離多普勒(Range Doppler, RD)算法,給出性能分析,并根據(jù)分析結(jié)果指導(dǎo)算法任務(wù)映射。性能分析結(jié)果表明,在Xilinx Virtex61x760 ff1760-1 FPGA芯片上,相比于一讀一寫(xiě)系統(tǒng),集成MAMI的系統(tǒng)以大約3%的寄存器資源、2%的查找表資源、4%的BRAM資源增長(zhǎng)代價(jià),獲得配置／自查詢(xún)模式下子孔徑17.79%、18.13%的性能提升,合成孔徑6.49%、6.83%的性能提升,一副子圖8.87%、9.21%的性能提升,其中大規(guī)模轉(zhuǎn)置任務(wù)性能提升顯著,基本滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求。
【關(guān)鍵詞】：多核系統(tǒng) 并行訪存 時(shí)間間隙 存儲(chǔ)帶寬 任務(wù)映射
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP334.7
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• abstract9-17
• 第一章 緒論17-21
• 1.1 課題背景17-18
• 1.2 研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.4 課題來(lái)源20
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)20-21
• 第二章 多通道并行訪存接口設(shè)計(jì)原理21-30
• 2.1 目標(biāo)系統(tǒng)存儲(chǔ)概述21-25
• 2.1.1 片上網(wǎng)絡(luò)21-22
• 2.1.2 存儲(chǔ)器接口布局22-23
• 2.1.3 片上網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議23-25
• 2.2 分時(shí)操作原理25-27
• 2.2.1 分時(shí)原理25-26
• 2.2.2 分時(shí)訪存原理26-27
• 2.2.3 多通道并行訪存接口結(jié)構(gòu)模型27
• 2.3 多通道并行訪存接口參數(shù)評(píng)估27-29
• 2.3.1 存儲(chǔ)器側(cè)帶寬27-28
• 2.3.2 用戶(hù)側(cè)帶寬28-29
• 2.3.3 多通道數(shù)目分析29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 多通道并行訪存接口設(shè)計(jì)方案30-42
• 3.1 多通道并行訪存接口總體設(shè)計(jì)方案30
• 3.2 請(qǐng)求仲裁及起始地址管理機(jī)制分析30-33
• 3.2.1 多請(qǐng)求仲裁策略分析31-32
• 3.2.2 起始地址管理機(jī)制分析32-33
• 3.3 時(shí)間間隙切換機(jī)制分析33-40
• 3.3.1 時(shí)間間隙切換方式33-34
• 3.3.2 數(shù)據(jù)安全性34-36
• 3.3.3 時(shí)間間隙長(zhǎng)度及各通道FIFO深度選擇36-40
• 3.4 配置/自查詢(xún)兩種工作模式介紹40-41
• 3.4.1 數(shù)據(jù)端口沖突問(wèn)題分析40-41
• 3.4.2 配置/自查詢(xún)兩種工作模式41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 多通道并行訪存接口設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)42-65
• 4.1 存儲(chǔ)器接口整體架構(gòu)42-43
• 4.2 各模塊設(shè)計(jì)43-59
• 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)接口單元43-45
• 4.2.2 請(qǐng)求寄存及起始地址管理單元45-48
• 4.2.3 請(qǐng)求仲裁及數(shù)據(jù)通道分配單元48-50
• 4.2.4 數(shù)據(jù)端口查詢(xún)分配單元50-51
• 4.2.5 數(shù)據(jù)通道單元51-55
• 4.2.6 數(shù)據(jù)通道仲裁單元55-58
• 4.2.7 數(shù)據(jù)端口仲裁單元58
• 4.2.8 任務(wù)管理單元58-59
• 4.2.9 存儲(chǔ)控制器單元59
• 4.3 多通道并行訪存接口設(shè)計(jì)改進(jìn)59-60
• 4.4 配置/自查詢(xún)兩種工作模式60-61
• 4.5 配置信息61-62
• 4.6 硬件工作流程62-63
• 4.7 資源消耗對(duì)比63-64
• 4.8 本章小結(jié)64-65
• 第五章 多通道并行訪存接口設(shè)計(jì)驗(yàn)證65-87
• 5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)65-66
• 5.2 數(shù)據(jù)傳輸并行度的實(shí)驗(yàn)66-75
• 5.2.1 數(shù)據(jù)傳輸并行度概念66
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)介紹66-67
• 5.2.3 結(jié)果分析67-75
• 5.3 矩陣轉(zhuǎn)置的實(shí)驗(yàn)75-79
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)介紹75-76
• 5.3.2 結(jié)果分析76-79
• 5.4 異構(gòu)多核系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)79-86
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)介紹79
• 5.4.2 性能分析79-86
• 5.5 本章小結(jié)86-87
• 第六章 總結(jié)與展望87-88
• 6.1 總結(jié)87
• 6.2 展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況91

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 ;企業(yè)計(jì)算[J];每周電腦報(bào);1999年36期

2 D·T·柴 ,李銘;聯(lián)網(wǎng)CD—Ⅰ[J];影視技術(shù);1995年10期

3 李祖欣;對(duì)打印機(jī)適配器數(shù)據(jù)端口的探討[J];湖州師專(zhuān)學(xué)報(bào);1997年06期

4 ;[J];;年期

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 馬兵;MSTP應(yīng)用問(wèn)題尋解[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2003年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 孫玲;多通道并行訪存接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：826170