一种多核微处理器互连接口的设计与性能分析

并行是提高计算机性能最主要的方法,随着集成电路生产工艺的不断发展,除了在单个芯片内集成更多的处理器核外,通过集成高速互连网络接口构建多路并行系统一直是提高高性能计算机并行性的主要方式。提出了一种面向多核微处理器的互连接口的设计方案,基于精简的PCI-E总线协议,采用高速串行数据传输技术,支持Cache一致性报文和大块数据传输报文,能够用于实现4个处理器的直接互连。模拟结果表明,优化设计的互连接口每个接口能够实现64Gbps的双向最大有效带宽,最小传输延迟为120ns,能够较好平衡不同报文类型对带宽和传输延时的要求。     

基于Multi-agent临床诊断支持系统的设计

根据临床诊断支持信息环境的特点,结合Agent技术,设计了一套基于Multi-agent的临床诊断支持系统(CDSS)。该系统具有异构性、分布性、并行性和可扩展性,能适应CDSS的要求,有效地提高CDSS的性能。     

高性能微处理器TLB的优化设计

虚拟存储是现代微处理器系统必不可少的存储模式。在虚存模式下,虚拟地址到物理地址的变换是流水线中最频繁的核心服务,容易处于决定处理器时钟周期的关键路径上。为加快虚存的访问,现代高性能微处理器实现了一种硬件地址映射结构:转换后援缓冲器(简称TLB);在分析TLB传统的地址映射机制的基础上,提出了基于虚区域和Cache块标记的预验证技术,结果表明该技术优化了TLB的设计,避免了TLB访问时延成为访存的瓶颈。     

众核处理器访存链路接口的FPGA验证

面向众核处理器提出一种访存链路接口的现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)验证平台,用于对处理器访存链路关键部件进行功能及可靠性测试。提出片上读写激励自动产生与检查机制、以太网接口硬件用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)协议栈和FPGA芯片间多通道并行链路三项关键技术并进行设计实现。实验结果表明提出的各项关键技术功能正确,不仅丰富了功能验证中随机激励产生及结果验证的手段,而且实现了对链路数据检错和多lane间延迟偏斜纠正逻辑的可靠性测试与评估。经过该平台验证的访存链路接口在实际芯片中通过了功能正确性测试,证明了验证的有效性。     

多核处理器验证中存储数据错误快速定位机制

提出并实现的一种数据错误快速定位机制(Fast Fault Location Mechanism,FFLM)面向多核处理器存储系统的功能验证,FFLM基于硬件仿真器构建多端口存储器黄金模型,通过在仿真过程中实时监控存储系统与处理器核之间的访存报文,在线比较被测系统访问真实存储器的数据与黄金模型中的对应数据是否一致,在错误数据从存储系统送入处理器核的时刻就能够发现数据错误。与传统方法相比,FFLM具有仿真速度快、硬件资源代价低以及定位错误时间短的优点。对自主设计的CMP-16多核处理器进行仿真时的统计数据表明:使用FFLM后定位数据错误的速度能够比未使用FFLM时平均提高6.5倍。