MPSoC性能估計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、隨著嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用需求的不斷提高，MPSoC的體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)規(guī)模變得愈加復(fù)雜與龐大，迫切需要快速、準(zhǔn)確的性能評(píng)估技術(shù)。本文的研究工作從基于Simulink的MPSoC設(shè)計(jì)流程出發(fā)，對(duì)其相關(guān)研究領(lǐng)域進(jìn)行探索，提出構(gòu)建了一套完整的MPSoC性能估計(jì)流程，并通過(guò)視頻應(yīng)用和測(cè)試基準(zhǔn)對(duì)其予以驗(yàn)證和評(píng)估。本文的研究工作主要分成以下四個(gè)方面逐步展開(kāi):
　　（一）基于剖析和標(biāo)注技術(shù)，對(duì)簡(jiǎn)單存儲(chǔ)架構(gòu)、面向多媒體應(yīng)用的MPSoC進(jìn)行性能估計(jì)的方法和流

2、程。
　　當(dāng)前的性能評(píng)估技術(shù)要么太慢、要么缺少準(zhǔn)確性，本文首先提出了一個(gè)靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)仿真相結(jié)合的方法解決這些問(wèn)題。采用一個(gè)通用的覆蓋率分析工具GNU gcov，在本機(jī)模擬的仿真過(guò)程中剖析得到程序執(zhí)行的統(tǒng)計(jì)信息。通過(guò)正交分離計(jì)算和通信部分的估計(jì)，控制分析和仿真的復(fù)雜度。把虛擬體系架構(gòu)模型的計(jì)算部分的結(jié)果標(biāo)注到傳輸精確模型中進(jìn)行進(jìn)一步的分析，支持MPSoC性能估計(jì)的逐層次完善。通過(guò)QVGA Motion-JPEG和MPEG2應(yīng)用的實(shí)

3、驗(yàn)證明了本文提出方法的可行性和高效性。
　?。ǘ┟嫦騇PSoC性能估計(jì)的高速緩存建模技術(shù)
　　為了使性能估計(jì)結(jié)果足夠準(zhǔn)確，必須考慮各系統(tǒng)組件的影響。其中，高速緩存尤為重要，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能的影響很大。本文分析了現(xiàn)有的面向MPSoC性能評(píng)估的高速緩存建模技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種用于本機(jī)模擬的、靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)標(biāo)注相結(jié)合的緩存建模技術(shù)。該技術(shù)采用GCC剖析，避免了命中判斷時(shí)的標(biāo)簽比較，擴(kuò)展了緩存更新的粒度，建立了準(zhǔn)確的指令和各類(lèi)型

4、變量在目標(biāo)平臺(tái)的地址映射表，不僅提高了仿真速度，而且提高了評(píng)估的準(zhǔn)確性。同時(shí)，該技術(shù)還支持對(duì)多級(jí)緩存的建模，擴(kuò)展了對(duì)多處理器平臺(tái)的支持。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該技術(shù)的評(píng)估速度和準(zhǔn)確性均優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。
　?。ㄈ┟嫦騇PSoC性能估計(jì)的全局共享存儲(chǔ)器建模技術(shù)
　　MPSoC的趨勢(shì)是集成更多的處理器，使得全局共享存儲(chǔ)器的競(jìng)爭(zhēng)愈加嚴(yán)重，已成為大型應(yīng)用的性能瓶頸。為了結(jié)合動(dòng)態(tài)仿真和靜態(tài)分析的優(yōu)勢(shì)，本文在本機(jī)模擬過(guò)程中利用GCC剖析工具來(lái)收集

5、執(zhí)行的信息，提出一個(gè)按訪問(wèn)量均勻分布的全局存儲(chǔ)器訪問(wèn)模型，在SystemC時(shí)序精確的仿真時(shí)造成競(jìng)爭(zhēng)，得到全局存儲(chǔ)器競(jìng)爭(zhēng)的延時(shí)，提供更精確的性能估計(jì)結(jié)果。
　　（四）傳輸精確級(jí)MPSoC性能估計(jì)技術(shù)
　　本文把以上技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，提出了一個(gè)在TA層進(jìn)行MPSoC性能估計(jì)的方法和流程，使本文提出的性能估計(jì)技術(shù)適用于更廣闊的領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)中把這些技術(shù)應(yīng)用于不同平臺(tái)配置下的H.264視頻解碼器應(yīng)用，結(jié)果表明，采用這些技術(shù)可以很明顯地