ASIP處理器中定制指令映射技術(shù)研究.pdf

1、專用指令集處理器(Application Specific Instruction Set Processor，ASIP)的設(shè)計在獲得較高性能的同時還具備一定的靈活性，這給嵌入式系統(tǒng)設(shè)計提供了一種新的可行方法。定制指令作為ASIP設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)直接影響著整個系統(tǒng)的性能。其中一項重要的工作是進(jìn)行定制指令映射，即在目標(biāo)應(yīng)用程序中識別出與定制指令相匹配的部分以及為ASIP處理器選擇最優(yōu)的匹配子圖集合實(shí)現(xiàn)指令覆蓋。
　　然而，隨著目標(biāo)應(yīng)

2、用變得越來越復(fù)雜，匹配過程將耗費(fèi)大量時間，使得ASIP處理器中映射效率降低。此外，傳統(tǒng)定制指令映射方法沒有考慮匹配子圖之間的重疊和映射安全性問題，導(dǎo)致ASIP處理器的加速性能受到限制且計算結(jié)果也不可靠。針對這些問題，本文主要完成了以下工作:
　　提出了一種基于控制數(shù)據(jù)流程圖(Control Data Flow Graph，CDFG)和定制指令結(jié)構(gòu)特征的有效匹配算法。該算法引入CDFG來保證匹配子圖符合程序的執(zhí)行邏輯，通過對CDFG

3、中的基本塊進(jìn)行劃分和依據(jù)結(jié)點(diǎn)的輸入輸出個數(shù)對定制指令進(jìn)行分類以減少匹配搜索空間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)方法，該算法具有較短的匹配時間。
　　提出了基于最大帶權(quán)獨(dú)立集模型的定制指令覆蓋方法。該方法建立了安全檢查機(jī)制確保匹配子圖能真正地在ASIP處理器上運(yùn)行，有效地降低了映射混亂現(xiàn)象，且在面積設(shè)計約束下充分利用重疊的子圖來提高ASIP處理器的計算能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了安全性檢查的必要性，與不允許重疊子圖存在的直接覆蓋方法相比，最大帶權(quán)獨(dú)