应用定制可重构流水线多功能寄存器文件设计

可重构流水线具有数据通路和运算部件功能可重构、灵活性高、重构开销小、支持多种数据流计算模式的特点,可显著提高数据密集型计算的效率.为了支持可重构流水线高效数据访问,设计了一种用于高速缓存的多功能寄存器文件MFRF.MFRF 采用一套寄存器组设计实现了多端口寄存器文件、堆、栈等多种功能,在没有显著增加面积开销的情况下,既具有普通寄存器文件的特点又具有堆和栈的功能.实验结果表明,该多功能寄存器文件可以有效满足可重构流水线的多种数据流计算模式的需求,运行矩阵乘和FFT 算法等典型算法性能良好.

应用定制可重构流水线的动态存储管理

可重构体系结构因为丰富的硬件资源和可重构互连网络,可以提供接近专用集成电路的性能和接近通用处理器的灵活性.首先介绍了一种面向领域应用的应用定制可重构流水线体系结构,可带来计算性能的显著提升;其次介绍了面向应用定制可重构流水线的存储管理方法,存储问题对可重构体系结构性能发挥至关重要.该方法基于配置信息动态管理数据输入、地址计算与访存操作分离,可以实现多种寻址方式,使在硬件上运行的硬件流水线高效流动.实验证明,相对于设置专用访存单元的可重构系统,节省了计算资源同时保证了流水线效率.

基于事务数据流的可重构SoC性能分析方法研究与实现

粗粒度可重构体系结构由于其配置速度快、计算加速比高、适应性好、低功耗特性等优点已成为高性能可重构SoC协处理器的重要解决方案。可重构SoC的性能分析,普遍使用传统的寄存器传输级代码仿真分析方法,存在使用不方便、分析效率较低等不足之处。本文提出一种基于事务数据流图的可重构SoC性能分析方法,该方法结合应用程序数据流图与体系结构特征,构建可重构协处理器的事务数据流图并标注图节点功能属性相应的硬件性能参数;然后采用基于层次搜索的广度优先性能搜索算法,通过分析类树形结构的事务数据流图,得到可重构协处理器运行应用程序的性能分析结果。实验表明所提出的方法可以较为准确高效的分析可重构SoC体系结构应用计算性能,有助于可重构SoC早期体系结构设计和设计空间探索。