一种嵌入式硬件多线程处理器的研究

提出了一种基于同时多线程技术的硬件多线程处理器设计.通过处理器内部的硬件机制来完成对多线程的调度管理,实现基于硬件的时间片轮询多线程调度机制.最大程度地减少操作系统中关于线程调度的开销,提高处理器执行多用户线程时的整体效率,简化了用户在多线程条件下的编程复杂度,增强了多线程运行环境下处理器对线程的保护.

面向实时流处理的多核多线程处理器访存队列

针对多核多线程处理器中乱序访存影响计算实时性的问题,在对典型访存队列进行研究的基础上提出了一种新的访存队列构建模型及其硬件结构.该模型采用窗口优化算法控制最差情况下的访存延迟,保证访存的实时性,同时又利用优化的乱序调度策略减少访存延迟.实验证明,该访存队列可控制最大访存延迟,与顺序访存相比,存储器具备更高的带宽,与传统的乱序访存相比较,可以充分满足计算的实时性需求,而存储器有效带宽基本不受影响,解决了多核多线程处理器承担实时流计算的基础难题.

一种有效的同时多线程处理器取指控制机制

同时多线程处理器通过每时钟周期从多个运行的线程取指令执行,极大地提高了处理器的性能.分支预测器的预测精度和取指策略的效率是影响同时多线程处理器性能的关键.通过将一个基于值的分支预测器和一个基于线程推进速度的取指策略相结合,提出一种新的取指控制机制.该结构的硬件开销较小,实现复杂度较低.实验结果表明,该取指控制机制有效地提高了处理器的性能,其相对于传统取指控制机制的性能加速比为28%且该加速比也高于目前基于流缓冲区和基于分支分类器的取指控制机制.

一种具有QoS特性的同时多线程处理器取指策略

同时多线程处理器通过每时钟周期从多个运行的线程取指令执行,从而极大地提高了处理器的性能.建议了一种具有QoS特性的同时多线程处理器取指策略,并讨论了其在QoS管理方面的问题.该策略的核心思想是利用线程的优先级和流速来同时控制线程的取指过程,从而满足线程在执行速度上的QoS需求.与传统的基于纯优先级的取指策略相比,该策略不但具有QoS特性,同时还可以更加有效地分配取指带宽,从而能获得更高的处理器性能.该策略的物理实现非常简单.模拟实验的结果表明,该策略在提供QoS支持的基础上,可以在传统的基于优先级的取指策略ICOUNT的基础上提高15%的系统性能.

嵌入式多线程处理器的执行控制设计方法的研究

针对目前单处理器系统利用软件执行多线程时线程切换开销大,编程实现比较复杂的问题,提出了一种用硬件实现的嵌入式多线程处理器,并深入地研究了如何利用硬件完成线程的调度管理、处理现场保护以减少系统进行线程切换和调度的开销等方法。为了实现零处理时间切换的目标,采用并行方法对寄存器及线程执行状态等私有资源切换、保存和恢复等。通过该研究实现的处理器与软件实现的多线程调度进行了对比,仿真结果表明,该方法可有效提高系统多线程处理的效率及安全性,降低在多线程环境下程序开发的复杂性。

基于多核多线程处理器的网络设备设计与实现

网络中核心设备的数据吞吐量非常大,兼顾高数据量吞吐和业务处理非常重要。提出采用最新的多核多线程处理器,以VCPU为单位部署操作系统,实现两种操作系统共CORE,通过共享内存通信方案,有效解决高数据吞吐率和复杂业务处理的矛盾,细化多核处理器的分配粒度,从而提升网络核心设备的性能。

基于负载瞬时IPC性能的同时多线程处理器取指策略

同时多线程处理器在每时钟周期从多个线程读取指令执行,极大地提高了指令吞吐率.文中简单介绍了SMT技术,讨论了常用的取指策略,比较了各策略在提高性能方面的优劣.给出特定负载下理论上的最优取指策略,在此基础上提出一种基于负载瞬时IPC性能的动态取指策略IPCBFP.实验表明,该策略可以有效地提高负载的性能,平均加速比对于两线程负载可以达到17%,对于四线程负载可以达到8%.该策略还具有平均占用指令队列项少,指令队列冲突率低的特点,而且,对降低SMT的Cache失效率和TLB失效率方面也有一定的作用.

同时多线程处理器上的动态分支预测器设计方案研究

同时多线程处理器(SMT)每个周期能够从多个线程中发射指令执行,从而大大地提高了超标量微处理器的指令吞吐量,但多个线程的同时执行也带来了许多硬件资源的共享冲突问题。其中,多个线程共享分支预测硬件的方案会对分支预测精度产生较大的影响。研究 SMT 处理器中分支处理方案对于处理器整体性能的影响,对于指导SMT 处理器的设计是十分重要的。本文利用 SMT 处理器模拟器,针对各线程运行独立应用的 SMT 结构实验评估了几种著名的分支预测方案;给出了在单线程和多线程情况下,分支预测方案对分支预测精度和处理器整体性能的影响的分析;总结出在这样的 SMT 结构中,各线程拥有独立的预测器是一种较好的选择,并且由于各独立预测器可以采用小而简单的结构,所以不会带来太多的硬件开销。

一种基于AC-Bloom技术的多线程处理器数据存取队列机制设计

针对片上多线程处理器中数据存取队列的数据查找延迟和功耗问题,在传统的基于年龄编码的Bloom过滤技术基础上,对多核结构提出了年龄和计数器相结合的Bloom(AC-Bloom)过滤算法设计方案.该方案利用程序的顺序(年龄)信息设计增强的过滤算法,从而降低了存取队列的访问次数,提高过滤百分比.利用仿真器与传统的过滤算法进行了对比,测得平均可提升4.5%~13%的过滤百分比.

时钟共享多线程处理器SIMD控制器设计与实现

针对图形图像处理器中指令与数据加载以及数据收集的问题,设计和实现了一种时钟共享多线程处理器中的SIMD控制器,完成相关SIMD指令的发送、数据的加载和数据的收集。该控制器以实现高效的数据级并行计算为目标,采用有限状态机实现了前向处理单元、行控制器和列控制器的设计。实验结果表明,所设计的专用硬件电路能够有效提高图形图像处理器处理并行数据的能力。

多核多线程处理器的随机测试流量生成技术

以可编程多核多线程处理器IXP2400为例,围绕随机测试流量的生成问题进行讨论,推导出随机测试流量生成公式,利用分解法对GI/G/m/∞/FCFS多类型客户输入开放排队网络求解,给出输出流到达时间间隔变异系数的求解方法,通过控制测试帧间时延使得生成的测试流量符合多种概率分布。提出的技术应用于"基于IXP2400的网络测试系统",并对其进行测试,实验验证了该技术的可用性及有效性。

多线程处理器资源分配策略

处理器资源如何在多个线程之间进行分配和共享是直接影响多线程处理器性能的关键问题。该文总结4种分配模型,提出其实现机制,讨论资源分配平衡问题,指出可根据目标应用和流水线不同阶段的特点,在各流水线阶段综合采用不同分配模型和实现机制,实现处理器资源的合理分配。

嵌入式硬件多线程处理器设计与多线程机制

本文详细探讨了在同时利用多线程技术过程中,所涉及的硬件多线程设计处理器,同时借助处理器内的硬件机制对多线程调度进行适当的管理,试图实现将硬件时间片轮询作为最基本的内容的多线程处理器调度机制,提升处理器的实施用户所拥有的线程效率,尽可能的简易化操作,对多线程工作环境中的线程起到一定保护作用。

多核多线程处理器XLR732的多核间通信

介绍了CMP、SMP处理器与多核多线程处理器的特点,然后以多核多线程处理器XLR732为例,分析对比了该处理器几种可用的核间通信机制,提出其适用范围,最后在一款使用该处理器的网络设备中实现了多核间通信方案.

MIPS科技的多线程处理器为Mobileye新款C2-270^(TM)防撞系统带来强大功能

为数字消费、家庭网络、无线、通信和商业应用提供业界标准处理器架构与内核的领导厂商美普思科技公司宣布，全球视觉式防撞系统领导厂商Mobileye新近推出的革命性C2—270^TM防撞系统采用了MIPS科技的多线程MIPS32TM34K^TM内核。

MIPS科技推出多线程处理器，为Mobileye新款C2—270刑防撞系统带来强大功能

美普思科技公司（MIPS Technologies，Inc．）宣布，Mobileye新近推出的革命性C2—270TM防撞系统采用了MIPS科技的多线程MIPS32“34K”内核。C2—270防撞系统是一款现货供应产品，采用Mobileye的MIPS—Based？ EyeQ2 TM视觉芯片，能在撞击发生之前的关键几秒钟内提醒驾驶者，以提高行人、道路、与车辆的安全性。

MIPS科技推出可为Mobileye新款C2—270^TM防擅系统带来强大功能的多线程处理器

为数字消费、家庭网络、无线、通信和商业应用提供业界标准处理器架构与内核的领导厂商美普思科技公司宣布．全球视觉式防撞系统领导厂商Mobileye新近推出的革命性C2—270TM防撞系统采用了MIPS科技的多线程MIPS32TM34KTM内核。

Arm首款多线程处理器增强驾驶员对大规模部署自动驾驶的安全信任

Arm宣布推出首款集成功能安全的多线程处理器Arm Cortex A65AE,它是Arm汽车增强版IP产品组合的最新补充,旨在更高效地处理下一代车辆中产生的多种传感器数据流,安全地实现创新的驾驶员体验。2018年早些时候,Arm承诺,致力于帮助OEM厂商和一级汽车主机厂部署安全的全自动车辆,推出“安全就绪”计划和一系列专用的汽车增强版IP(包括Cortex A76AE),其提供了自动应用所需的处理性能,同时具备集成的功能安全。如今,为了进一步扩大汽车增强版IP产品组合,Arm宣布发布Arm Cortex A65AE,在Arm产品路线图上称为Helios AE。Arm Cortex A65AE(汽车增强版)是Arm汽车增强版IP产品组合的最新补充,旨在更高效地处理下一代车辆中产生的多种传感器数据流,并安全地实现创新的驾驶体验。它通过创新的分核-锁步技术提供增强的多线程能力和集成的功能安全。