一种新的基于动态电压调整的单任务调度方法

合理运用动态电压调整技术可以有效降低实时任务运行所需的能耗.提出了一种新的单任务DVS调度方法,针对程序的平均执行信息,并结合参数化动态预测策略,合理设置电压/频率调整点.实验结果表明,该方法能够充分利用动态松弛时间,有效控制调整开销,实现较高的能耗优化率.     

单处理器多外设实时系统全局能耗优化算法研究

在电池供电的实时嵌入式系统中,能耗是系统设计的一个重要研究问题.动态电压调度和动态电源管理是两种重要的节能技术.前者是动态改变处理器电压/频率,降低处理器能耗;而后者是动态调整片外设备的工作模式,减少片外设备能耗.目前只有少量研究把这两种技术综合在一起.本文研究支持这两种技术的嵌入式全系统实时任务节能调度问题.针对连续和离散处理器频率模型,论文分别提出高效的算法,通过计算系统运行的能耗最小处理器最优频率和设备最优空闲时间,来实现全系统综合节能的目的.实验模拟表明本文算法大大优于其他算法.     

反馈策略的系统多任务低功耗调度算法研究

嵌人式系统的低功耗调度算法是嵌入式系统低功耗技术的重要研究方向,在动态电压调节技术的基础上,提出了一种基于反馈控制策略的嵌入式系统多任务低功耗调度算法,给出了该算法的静态调度策略及动态调度策略;在此基础上给出了算法调度实例,用Vc编写软件仿真对比了该算法与其它两种算法的低功耗特性;结果表明,基于反馈策略的嵌入式系统多任务低功耗调度算法对降低功耗作用显著.同时,通过对比得出不同算法的能量消耗在系统的负载小于0.4时能耗变化平稳,变化不大,当系统的负载大于0.4时各种调度算法的能耗都在增加,试验表明不同调度算法下嵌人式系统所消耗的能量与该系统的负载大小直接相关.     

基于DVS的实时多核嵌入式系统低功耗算法

动态电压调整（DVS）是低功耗设计方法中最基本的技术。然而,大部分的算法是基于单处理器平台的,并且仅考虑了相互独立的任务,这时使用DVS往往不能取得较好的效果。基于DVS提出了一种循环旋转调度技术来降低功耗,通过对程序中的循环进行重组,使得在满足时限的同时功耗最小,同时也考虑了电压转换所消耗的时间和功耗。     

弹性数据相关与软件流水

最差路径是有分支循环软件流水的一大障碍.对于有分支循环,某些数据相关(称为弹性相关)在循环的动态执行中可能产生、也可能不产生实例.据此,可将严重限制并行性的弹性相关用限制较松的虚构相关代替,再进行软件流水.若调度没有遵守原来的弹性相关,则使用下推变换修正.从而缓解或者完全解除了最差路径的限制.该方法与经典的控制猜测互补,特点是允许调度含错,然后纠错.     

基于依赖环问题的改进软流水框架

软件流水是编译后端优化中针对循环的调度技术,在软件流水优化过程中,依赖环是影响软件流水优化的重要因素。针对循环体中依赖环导致软件流水失败的问题,通过对循环中的依赖环进行分析处理,基于传统的模调度框架,提出了改进的软件流水优化算法,对于造成依赖环的寄存器引入多个分量,实现了对含有归约变量循环的流水。通过典型的算法测试,实验结果表明,该框架能够使得更多类型的循环流水成功,对于循环核心性能提升至少58%。     

模型指导的多维GPU软件低功耗优化方法

作为众核体系结构的典型代表,GPU(Graphics Processing Units)芯片集成了大量并行处理核心,其功耗开销也在随之增大,逐渐成为计算机系统中功耗开销最大的组成部分之一,而软件低功耗优化技术是降低芯片功耗的有效方法.文中提出了一种模型指导的多维低功耗优化技术,通过结合动态电压/频率调节和动态核心关闭技术,在不影响性能的情况下降低GPU功耗.首先,针对GPU多线程执行模型的特点,建立了访存受限程序的功耗优化模型;然后,基于该模型,分别分析了动态电压/频率调节和动态核心关闭技术对程序执行时间和能量消耗的影响,进而将功耗优化问题归纳为一般整数规划问题;最后,通过对9个典型GPU程序的评测以及与已有方法的对比分析,验证了该文提出的低功耗优化技术可以在不影响性能的情况下有效降低芯片功耗.     

模调度与DFA结合的技术及其在gcc上的实现

循环是程序中的热代码,而软件流水是一种细粒度的循环优化方法,它通过将循环中不同迭代之间的操作并行执行,最大程度地开发指令级并行。模调度是一种效果很好的软件流水算法。论文以gcc3.3为基础,提出了模调度与DFA结合的软件流水方法,及其工程实现,实验数据表明,优化效果明显。     

无线传感器网络混合任务的系统级低功耗实时调度算法研究

现有的无线传感器网络节能研究主要集中在无线通信上面,针对传感器节点CPU节能的研究还不够充分.本文以多任务、多跳网络传输的实时无线传感器网络为研究对象,从节点的调度分析出发,在保证其实时性的前提下,结合动态电压调节技术,提出两个低功耗实时调度算法:(1)基于任务最坏执行时间来计算任务CPU速度的静态低功耗调度算法;(2)将任务在实际执行过程中产生的空闲时间,分配给余下将要执行的任务,进一步调整其电压等级,即动态低功耗调度算法.仿真实验结果表明,本文提出的算法能够有效降低节点CPU能耗.     

软件流水中隐藏存储延迟的方法

软件流水是一种重要的指令调度技术,它通过同时执行来自不同循环体的指令来加快循环的执行速度.随着处理机运行速度的逐渐提高,存储访问延迟成为性能提高的瓶颈.为了减轻存储系统影响,软件流水结合了一些存储优化技术,通过隐藏存储延迟来提高性能.提出了一种延迟可预测的模调度算法(foresighted latencymodulo scheduling,简称FLMS),它根据循环的特点来确定load指令延迟.实验结果表明,FLMS算法减少了阻塞时间,提高了程序性能.     

保证Java精确异常的软件流水线技术

Java对精确异常的支持严重限制了JIT编译器的动态优化的能力.目前已经有不少在精确异常存在下的优化技术,但它们都是针对代码块内部顺序指令的调度算法,依然没有在软件流水线这样循环级别做带精确异常的优化的算法.针对存在精确异常要求的Java程序,提出了一种软件流水线的算法,并以安腾作为底层平台对该算法进行了测试,实验结果显示该算法在保证Java精确异常要求的情况下能够大幅度提高Java程序的性能.     

资源约束的FPGA流水线调度

循环是程序中十分耗时的部分,流水线能够加速循环执行但需要大量运算资源。由于FPGA资源有限,将循环代码在FPGA上加速时手动设计流水线不具有实际可行性。该文使用软件流水将循环自动映射到FPGA上,并实现资源约束下的流水线调度。通过探索整个或者局部资源组合空间,可以选择一个性能和面积比较平衡的设计。     

VLIW处理器循环指令缓冲器设计与实现

数字信号处理软件中循环程序在执行时间上占有很大比例,用指令缓冲器暂存循环代码可以减少程序存储器的访问次数,提高处理器性能。在VLIW处理器指令流水线中增加一个支持循环指令的缓冲器,该缓冲器能够缓存循环程序指令,并以软件流水的形式向功能部件派发循环程序指令。这样循环程序代码只需访存一次而执行多次,大大减少了访存次数。在循环指令运行期间,缓冲器发出信号使程序存储器进入睡眠状态可以降低处理器功耗。典型的应用程序测试表明,使用了循环缓冲后,取指流水线空闲率可达90%以上,处理器整体性能提高10%左右,而循环缓冲的硬件面积开销大约占取指流水线的9%。     

Software pipelining of loops by the method of modulo scheduling

Software pipelining is an efficient method of loop optimization that allows for parallelism of operations related to different loop iterations. Currently, most commercial compilers use loop pipelining methods based on modulo scheduling algorithms. This paper reviews these algorithms and considers algorithmic solutions designed for overcoming the negative effects of software pipelining of loops (a significant growth in code size and increase in the register pressure) as well as methods making it possible to use some hardware features of a target architecture. The paper considers global-scheduling mechanisms allowing one to pipeline loops containing a few basic blocks and loops in which the number of iterations is not known before the execution.     

西部成品油管道调度计划自动编制程序的开发及应用

文章采用Visual Basic编程语言,结合西部管道成品油流向模型,研编了西部成品油管道调度计划制定软件,依据本软件自动编制成品油调度计划,给出运行批次带状图、混油界面到站图和分输计划输出表,为调度管理工作提供辅助工具。     

网络磁盘阵列流水调度研究

存储系统采用流水处理技术有两个前提条件：(1)在前一个I／O命令没有完全结束之前，系统能获取下一个I／O命令的有关信息；(2)不同部件应能同时操作，资源不发生冲突．网络磁盘阵列满足这两个条件，可以在I／O调度过程中采用流水处理技术．根据I／O调度进程的重叠度，流水调度方式可以分为固定流水方式和柔性流水方式．在固定流水方式中，多进程按照固定的重叠方式执行；而在柔性流水方式中，则通过判断进程的完成顺序，在一定程度上自由组合多个进程进行重叠．实验结果证明，在多用户进程的条件下，两种流水调度方式都能提高网络磁盘阵列的带宽利用率．     

Trace Software Pipelining

Global software pipelining is a complex but efficient compilation technique to exploit instruction-level parallelism for loops with branches.This paper presents a novel global software pipelining technique,called Trace Software Pipelining,targeted to the instruction-level parallel processors such as Very Long Instruction Word (VLIW) and superscalar machines.Trace software pipelining applies a global code scheduling technique to compact the original loop body.The resulting loop is called a trace software pipelined (TSP) code.The trace softwrae pipelined code can be directly executed with special architectural support or can be transformed into a globally software pipelined loop for the current VLIW and superscalar processors.Thus,exploiting parallelism across all iterations of a loop can be completed through compacting the original loop body with any global code scheduling technique.This makes our new technique very promising in practical compilers.Finally,we also present the preliminary experimental results to support our new approach.     

Decomposed software pipelining: A new perspective and a new approach

Software pipelining is an efficient instruction-level loop scheduling technique, but existing software pipelining approaches have not been widely used in practical and commercial compilers. This is mainly because resource constraints and the cyclic data dependencies make software pipelining very complicated and difficult to apply. In this paper we present a new perspective on software pipelining in which it is decomposed into two subproblems—one is free from cyclic data dependencies and can be effectively solved by the list scheduling technique, and the other is free from resource constraints and can be easily solved by classical polynomial-time algorithms of graph theory. Based on this new perspective, we develop a new instruction-level loop scheduling approach, call DEcomposed Software Pipelining (DESP).     

支持有向有环图的微调度方法

指令调度是编译器中的重要优化阶段．如何充分利用处理器结构相关的资源,发掘程序并行性,以提高编译优化性能和增强代码可适应性,一直是指令调度的研究难点之一．目前微调度已经取得了一定的效果,但对软件流水产生的有向有环图则未能提供支持．在ORC中提出并实现了一种基于IA-64体系结构的支持有向有环图的微调度方法,有效地减少了程序执行周期和流水线停顿,取得了较为满意的编译优化性能．     

基于最小延时启发式搜索的TTA代码优化

针对传输触发架构下代码生成中指令调度的流水线冲突、调度死锁、资源冲突等问题,给出一种基于最小延时的遗传搜索算法模型,将软件旁路优化和资源动态分配优化整合到该模型中。实验结果表明,该算法能产生较高质量的并行代码,90%以上测试用例的指令级并行度高于表调度算法获得的结果。