应用于ILP处理器的编译器导向低功耗并行度调变算法

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:junee1122
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年来,得益于尺寸缩小技术的发展,为了满足用户对于设备执行速度的需求,指令级并行(Instruction Level Parallelism, ILP)处理器架构被广泛应用于嵌入式系统领域。然而,不同的应用程序运行在ILP处理器上时,对于硬件资源和并行度的需求量有所差异,甚至是在同一支应用程序中差异也很明显,如果执行一支程序时都固定使用统一的高并行度,必然会引起硬件资源的浪费和产生不必要的漏电功耗,因此,设计高能量效率的ILP处理器来平衡功耗和速度已经成为目前嵌入式系统研究需要解决的关键问题之一。  本研究从硬件结构改进和软件算法优化两方面降低漏电耗能。在硬件方面,采用已有的PGRF-VLIW处理器架构,该处理器架构把功能单元和寄存器堆划分为若干个独立的能量单元,并且每个能量单元都采用能量门控技术作为电流开关控制该能量单元的开启和关断,这种细粒度的电源管理方式可以使处理器的漏电功耗随着并行度的减小而降低;在软件方面,提出了并行度调变算法,该算法使程序运行在ILP处理器上时,能够根据自身的硬件资源和并行度需求调整并行度。该算法主要由三个阶段组成:把整个程序切割为若干个合适尺寸的区域(power-gating region, PGR);通过分析各PGR的资源需求量和能量效率设置合适的并行度;用每个区域设置的并行度重新调度该区域的指令,并且在每个区域中插入电源门控指令来控制硬件资源的开启和关断。利用CoreMarkpro标准测试集中的应用程序进行多种类型代码的测试;在台积电(TSMC)40nm工艺下,搭建PGRF-VLIW处理器架构,进行功耗分析。实验结果表明,对于那些自身并行度需求量变化明显的应用程序,与传统的所有硬件都开启的模式相比,采用并行度调变算法的寄存器中静态耗能可以减少30.46%–64.06%;而且,并行度调变算法在状态转换过程中额外耗能也远小于Tabkhi算法的额外耗能。
其他文献
学位
随着嵌入式应用设计复杂度不断提升,存储管理成为嵌入式系统软硬件设计的重点和难点。虚拟存储技术是一种基于操作系统的相对于软件透明的存储管理方法,有效简化了应用软件的
【摘要】随着时间的推移,一大批大跨越将面临拆除,但现在关于大跨越拆除的施工较少,施工技术尚不成熟。本文以皖中长江大跨越拆线工程为例,对工程面临的难点、相关施工方案进行论述和分析。  【关键词】长江大跨越;拆线;定位;经纬度  1、项目介绍  220kV 皖中长江大跨越段于 1958 年开工建设,1960 年建成投入运行,南岸跨越塔位于东梁山顶全高 114m(其中塔筒高 99.0m),北岸跨越塔位于
钛酸铜钙(CaCu_3Ti_4O_(12),CCTO)最初以优良的介电性能获得了人们广泛地重视。随着研究的深入,其明显的非线性电流-电压(I-V)特性也逐渐受到关注,相比于传统压敏材料,CCTO具有阈值电压低、非线性系数高等优点,能很好地满足当前集成电路对压敏电阻的要求,是一种很有前景的功能性材料。本文以溶胶-凝胶(sol-gel)法制备CCTO的前驱体溶液,结合旋涂技术制备CCTO薄膜。使用X射
【摘要】随着人们生活质量的提高,所需要的房屋建筑数量也在逐年增加,与之而来的是房建企业大规模出现,来满足人们日益增长的房屋建筑需求。房建工程在施工建设中也面临着较多方面的压力,例如,居住者对房屋的舒适度的评价、同行之间的竞争等方面。因此需要房屋工程推广墙体砌筑施工技术的应用,结合实际的施工情况,应用所需要的施工技术,以此来提高整体房屋工程质量。  【关键词】房建工程;墙体砌筑;技术分析;技术要点 
该文在系统综述生态系统服务功能研究的背景、现状及趋势的基础上,探讨了区域尺度生态系统服务功能的内涵,系统分析了区域生态系统服务功能与生态系统结构、生态过程的关系,
【摘要】在实际的建筑工程项目中,建筑钢结构工程是一项十分重要的工程,其施工质量严重影响着整体工程的水平。这类工程是以钢材为主体材料的,在工程施工中可以充分保证其对抗震的需求,进一步简化工作流程,提高施工效率和质量,随着社会的发展,人们生活水平的提高,建筑钢结构工程的建设数量也在逐年增加,如何更好保障施工质量,成为各个企业关注的重要话题。本文首先介绍建筑钢结构工程的优势,然后分析建筑钢结构工程吊装施
内皮细胞是造血微环境基质细胞中重要的细胞成份,能产生多种造血调节因子,其中既有造血刺激因子也有造血抑制因子.该课题分离和纯化了小鼠卵黄囊内皮细胞,应用细胞生物学、实
【摘要】伴随着我国经济实力和科学技术水平的不断发展和进步,综合国力与国际地位也在不断的提高。在这样的形势之下,我国逐渐加快了城市化建设的脚步,从而使得房屋建筑工程行业迎来了良好的发展契机,同时也面临着严峻的挑战。在当前的房屋建设过程当中,逐渐暴露出了越来越多的问题,不仅无法有效的保证施工效率和施工质量,更重要的使对自然生态环境造成了严重的污染。近年来,我国可持续发展战略逐渐深入到各个行业当中,绿色
【摘要】这些年来,建筑结构的施工,发生了一些转变。大体积混凝土,开始在现代建筑施工中得到了较为广泛的应用。相对于普通的钢筋混凝土来说,这种大体积混凝土的优点更多,比方说这种混凝土的钢筋更密、结构更厚,而且体型更大等等。但是,在小城镇建设的施工过程中,若是想要更好地使用这一技术,还需要充分地掌握到这一技术的要点。只有这样,其才能够在最大的程度上发挥出自己的作用。在本文中,就针对这部分的内容进行了探讨