面向流計(jì)算的能量自適應(yīng)多核處理器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來興起的能量獲取方式和能量輸送方式給集成電路帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在構(gòu)建新型的電子系統(tǒng)能量消耗與供應(yīng)模型問題上，人們提出了能量自適應(yīng)的概念，并開始研究能量自適應(yīng)處理系統(tǒng)架構(gòu)及其功耗模型。通過例如基于片上網(wǎng)絡(luò)的研究使電子系統(tǒng)具備能量自適應(yīng)的能力，使之能適應(yīng)不同的能量供應(yīng)方式以及能量狀態(tài)，可以使電子系統(tǒng)具備更強(qiáng)的可靠性和適應(yīng)性。目前主流的嵌入式微處理器都為多核處理器且大部分都移動(dòng)化、便攜化，隨之而來的功耗問題成為目前移動(dòng)設(shè)備最需關(guān)注的問

2、題之一。若為自適應(yīng)能量采集系統(tǒng)的能量輸入，在輸入能量支持最小系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)上，如何通過實(shí)時(shí)檢測(cè)控制以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最大資源利用成為能量自適應(yīng)系統(tǒng)的主要關(guān)注點(diǎn)之一。
　　本文首先概述了能量自適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展，能量自適應(yīng)片上系統(tǒng)和多核處理器的發(fā)展和現(xiàn)狀，以及研究能量自適應(yīng)下多核處理器技術(shù)的意義。然后介紹了流計(jì)算模型的基本原理，及面向流計(jì)算在多核處理器中的重要地位。流計(jì)算模型通過并行計(jì)算若干個(gè)數(shù)據(jù)通道，使得應(yīng)用的多個(gè)數(shù)據(jù)可以同時(shí)進(jìn)行交換。流應(yīng)

3、用具有計(jì)算密集性、并行性和局域性等特征，使得流體系結(jié)構(gòu)能較好地解決現(xiàn)有高性能處理器體系結(jié)構(gòu)所面臨的難題。
　　論文重點(diǎn)研究了流處理器的流體系結(jié)構(gòu)。介紹了面向流計(jì)算的多核處理器的系統(tǒng)架構(gòu)和具體結(jié)構(gòu)，包括RISC-CPU處理器內(nèi)核，控制和計(jì)算子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)及對(duì)外接口。研究了能量自適應(yīng)下基于動(dòng)態(tài)可變能量的任務(wù)調(diào)度，通過任務(wù)調(diào)度控制信息完成對(duì)多核的任務(wù)重新分配及頻率調(diào)節(jié)。并在此基礎(chǔ)上，針對(duì)流計(jì)算的特性，通過基于 FFT流數(shù)據(jù)計(jì)算