面向BWDSP104X軟流水框架研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代高性能數(shù)字信號(hào)處理器大多數(shù)采用超長(zhǎng)指令字體系結(jié)構(gòu)(VeryLongInstructionWord，VLIW)，通過在同一時(shí)鐘周期發(fā)射多條指令以便獲得更高的運(yùn)算性能，發(fā)掘目標(biāo)機(jī)器指令級(jí)別并行性（Instruction-LevelParallelism，ILP）。程序需要經(jīng)過編譯優(yōu)化充分利用處理器硬件資源，這對(duì)編譯器后端優(yōu)化提出了挑戰(zhàn)。程序中一般最耗時(shí)的是循環(huán)模塊，因此循環(huán)優(yōu)化是非常重要的性能提升因素，包括向量化、循環(huán)展開、謂詞優(yōu)化、軟

2、流水等。
　　我們的研究基于編譯器Open64，它是一個(gè)擁有GNU許可證的開源編譯項(xiàng)目。代碼模塊清晰，對(duì)后端的優(yōu)化設(shè)計(jì)全面透徹，是非常好的編譯器研究平臺(tái)。目前Open64已經(jīng)實(shí)現(xiàn)針對(duì)IA64目標(biāo)體系的軟流水優(yōu)化，這一塊整體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)流程很清晰，對(duì)工作的開展有很好的參考價(jià)值。
　　本文的主要工作就是在Open64編譯器上實(shí)現(xiàn)面向BWDSP104X的軟流水優(yōu)化。首先進(jìn)行循環(huán)選擇，過小或者非規(guī)則的循環(huán)體不進(jìn)行流水優(yōu)化。接著根據(jù)處理

3、器機(jī)器描述資源列表進(jìn)行資源依賴計(jì)算、建立數(shù)據(jù)依賴圖(DataDependenceGraph，DDG)計(jì)算數(shù)據(jù)依賴間隔，得出最小啟動(dòng)間隔Ⅱ。然后依據(jù)模資源約束表進(jìn)行模調(diào)度。最后通過模變量拓展寄存器分配來生成我們BWDSP104X目標(biāo)代碼。為了達(dá)到流水性能最大化，需要充分利用處理器的多簇資源。所以本文提出指令分簇、指令調(diào)度，并在多簇架構(gòu)下進(jìn)行軟流水優(yōu)化的框架。在循環(huán)中如果存在分支判斷語句，仍會(huì)對(duì)軟流水造成不好的影響，我們的目標(biāo)體系有謂詞指令