ET:一种能耗有效的高性能嵌入式处理器

随着标准和算法的不断演进,高端嵌入式应用对性能和能耗提出了越来越高的要求.然而,能耗问题成为将VLSI潜力转换为实际应用需求的最大挑战,基于此,提出ET( Embedded Tera-scale Computing)处理器设计.ET以众多轻量级处理器(称为小核)来搭建目标处理器,每个小核都是一个基于显式数据和指令管理的...     

二维拉格朗日和欧拉结合法在流处理器MASA上的实现与评测

现代半导体工艺技术的发展使得在单芯片上放置数百个运算单元成为可能,但是全局片上片外带宽受限。通用处理器体系结构不能较好地适应变化,仍然依靠全局片上结构,少量的运算单元。而流体系结构拥有大量的运算单元、鲜明的存储层次,使得在有限的片外带宽下,用高的本地带宽来满足大量运算单元的需求。首先介绍了原型MASA流体系结构,然后给出了爆轰流体力学中的二维拉格朗日和欧拉结合法(Ygx2)在流体系结构上实现的实例研究,最后用时钟精确的模拟器来评测应用的运行性能,结果表明Ygx2应用在500MHz的MASA上运行结果与1.6GHz的Iantium2的比较快近4倍,证实了流体系结构在高性能计算领域的极大潜力。     

流化H.264编码的数据并行方法

流模型是一种源于媒体处理的新型并行计算模型.然而H.264编码作为媒体处理领域中的重要应用,在与流模型适配时,却出现重要障碍,主要是由于相关性问题极大地限制了流化过程中数据级并行的开发.针对这个问题,首先根据编码算法分析了编码过程中遇到的相关性问题,然后为各主要编码模块分别提出解除相关性限制的数据并行编码方法.采用这些...     

一种面向分布式寄存器文件的VLIW调度新策略

新一代面向密集计算的高性能处理器普遍采用分布式寄存器文件来支撑ALU阵列,并通过VLIW开发指令级并行.面向分布式寄存器文件的编译成为新兴的研究热点,在斯坦福大学的kernelC编译器ISCD中最早提出了面向分布式寄存器的VLIW调度问题,在该领域处于领先水平,但是没有解决重负载下的分布式寄存器分配问题,使应用编程受到极大限制.在其基础上提出了一种新的VLIW调度策略,实验结果表明能够很好地解决重负载下的分布式寄存器分配问题.     

基于程序特征分析的流处理器VLIW压缩技术与解压实现

代码体积和代码稀疏是VLIW处理器一直存在的问题.通过对一系列典型应用在流处理器上的程序特征进行分析,提出了一种新的VLIW分域压缩技术,剔除各个子域中的空操作,并设计了分布式指令存储器对压缩后的代码进行解压缩执行.实验证明,该技术能够减少MASA流处理器中近39％的片外指令访存,降低约65％的片上指令存储器空间需求;同时使得指令存储器面积和系统面积分别减少了约37％和8.9％.     

MGR-SAT:一种基于流模板的多粒度可重构数字信号处理器

面对需求各异的数字信号处理应用,当前主流的通用处理器、DSP、ASIC和FPGA不能同时满足各应用在成本、功耗、性能、灵活性方面的要求.针对这些问题,结合流处理技术、可重构技术和平台技术,提出一种基于流模板的多粒度可重构数字信号处理器MGR-SAT.MGR-SAT利用流处理技术来解耦合数据运算与访存,提供多种粒度的大规...     

一种新型组合翼地面效应气动特性数值研究

机翼构型是影响地效飞行器性能的重要参数,提出了一种新构型的组合翼,使用计算流体力学方法(CFD)并选择Realizable k-ε湍流模型来模拟机翼表面周围区域的流动结构。通过将具有NACA6409翼型的矩形翼的气动特性计算结果与实验结果进行对比,验证了数值模拟方法的准确性。对组合翼在地面效应下的气动特性进行数值模拟,研究了攻角和离地高度对气动特性的影响,并与矩形翼进行了对比分析。结果表明,组合翼的气动性能相比矩形翼有一定的提升,主要集中在阻力的降低与升阻比的提高上,且在低离地高度和大攻角下提升明显;组合翼具有更大的湍流动能,然而吸力效应小于矩形翼,尾缘气流分离的程度更大;该研究为高性能地效飞行器机翼构型设计提供了参考依据。     

高速缓冲存储器教学演示系统设计与实现

利用形象生动的动画演示来讲解教学内容是当今ＣＡＩ发展的一个重要方向。本文论述了我们设计实现的有关高速缓冲存储器工作原理的教学动画演示系统。该系统由Ｃａｃｈｅ工作过程、地址映象、ＬＲＵ替换算法、ＬＲＵ算法硬件实现等四个演示模块组成。文中介绍了这几个模块的设计思想、界面以及实现技术等。     

面向能耗有效高性能嵌入式微处理器的VLIW调度

为了降低功耗,目前能耗有效的嵌入式微处理器一般都采用分布式与层次化的寄存器文件结构。第一层的超小寄存器文件(TORF)的极小容量使得很多数据必须存放到第二层的通用寄存器文件(GRF)中,这给编译器带来了新的挑战。通过分析程序特征,提出了新的VLIW调度算法,通过在编译时对变量进行检测,在恰当的时机插入虚拟的copy操作并进行指令与通信调度,为对寄存器需求较大的全局变量与软流水变量构建了新的包含GRF的数据传输路由,将对TORF的压力转移到GRF中。实验结果表明,新的VLIW调度算法符合处理器的设计初衷。与不使用GRF相比,在程序性能只降低约8%的情况下,降低了约51%的寄存器访问能耗,43%的处理器能耗。最关键的是避免了程序员手工分配优化的难题。