基于硬件动态指令调度的椭圆曲线并行运算

提出了一种在特征为2的有限域上并行快速实现椭圆曲线密码(ECC)点乘运算的方法,利用硬件动态指令调度技术,同时采用指令级并行和线程级并行,提高了并行运算的性能.基于该方法设计架构并监控运算部件的工作情况,在译码阶段之前动态生成点乘运算指令序列,从而通过动态指令调度消除了不能通过旁路技术或直接通路技术来避免数据冲突停顿所带来的性能损失.基于现场可编程门阵列(FPGA)的实现结果表明,利用该方法实现伽罗瓦域GF(2193)上的椭圆曲线点乘运算需要22.7μs.

基于网络负载特征感知的数据流指令调度机制研究

研究了数据流架构的指令调度策略,基于当前普遍采用的数据流指令调度机制,提出了支持模式切换的动态指令调度机制。由于数据流架构执行模式具有并行化特点,同一时刻存在大量并行传递的数据和并行的计算,网络传输负载呈现出非均匀的分布模式。局部网络传输压力过大导致数据流节点中的处理单元内部出现流水线停顿,片上网络(NoC)的局部传输效率降低,从而影响数据流架构的网络传输延迟、计算部件的利用率和整体的执行效率,因此针对原有的指令调度策略提出改进方案。针对网络负载的动态变化实时调整指令调度策略,从而达到缓解网络局部拥塞,提高网络传输效率的目的。本研究使用数据流模拟器对提出的机制进行验证,实验结果表明,采用本文提出的指令调度机制,数据流网络的传输延迟平均降低了12. 8%,计算部件的利用率平均提高了14. 4%,数据流架构的整体性能平均提高了14. 7%。

支持AltiVec技术的多媒体协处理单元的研究

通过对嵌入式处理器进行多媒体处理能力的扩展可增强其对多媒体数据的处理能力。以32 bit龙腾嵌入式处理器为基础,研究AltiVec技术以及超标量技术,设计了该处理器中支持AltiVec技术的多媒体协处理单元。该单元采用五级流水线,将指令动态调度技术分配到不同的流水线中,在提高处理性能的同时保证了设计频率。通过多媒体基准程序测试,该单元的指令IPC为1.2,SMIC0.18μm工艺库下,频率为350 MHz,该协处理单元提高了龙腾处理器的性能。