VLIW体系结构微处理器的控制流分析与其模拟软件设计

本文在研究超长指令字（VLIW）体系结构的基础上,总结了VLIW体系结构的指令结构特征、处理器结构特征和执行特征,通过比较VLIW体系结构微处理器模拟器的两种设计方案,选定以结构为基础设计模拟器的方案,并解决了模拟的设计难点－串并行冲突的问题。     

VLIW处理器的设计与实现

介绍了基于FPGA实现VLIW微处理器的基本方法,对VLIW微处理器具体划分为5个主要功能模块.依据FPGA的设计思想,采用自顶向下和文本与原理图相结合的流水线方式的设计方法,进行VLIW微处理器的5个模块功能设计,从而最终实现VLIW微处理器的功能,并进行了板级功能验证.     

VLIW微处理器特征与编译技术支持

VLIW是一种早已出现但一直未能广泛使用而现今又被重新重点研究的微处理器设计思想与技术，它跟超标量技术一样支持每周期执行多条指令，但并行度更高。本文将详细介绍VLIW的概念及其发展历程，讨论VLIW微处理器的特征与所需的编译技术支持，并与超标量微处理器进行比较分析。     

微处理器的现状及发展

从1971年第1个微处理器芯片4004诞生以来，微处理器走过了26个年头，如今又面临一个转折的关头，未来微处理器如何发展是人们关心的核心问题。本文先对微处理器的现状作一介绍，展望它的未来发展，深入分析微处理器体系结构继超标量技术后可能的几个主要发展方向（VLIW、单芯片多处理器、多线程等）的优劣。     

基于VLIW的指令格式的研究与设计

计算机体系结构的设计思想在近四十年间发生了深刻的变化,而指令格式的设计是计算机体系结构设计的一个重要环节。该文首先介绍了一种典型RISC体系结构的指令格式,然后以IA-64为例对基于VLIW的指令格式进行了分析,并与RISC指令格式进行了比较,最后提出了一种新的基于VLIW的指令格式。     

基于GCC的VLIW编译系统研究

VLIW机器在单个机器周期中同时发射并执行多个的并行操作,从而获得较高的指令级并行度,这些操作之间的依赖分析和调度工作则被完全交给相应的编译器执行,因此VLIW的并行性能能否充分发挥取决于VLIW体系结构相关编译器的质量。GNU开发的GCC是被最广泛使用的编译系统之一,它具有多语言、多平台支持的能力和开放的结构,能够运用各种成熟的常规编译优化技术生成高效的代码。文章分析了VLIW及GCC的结构特点,提出了一种基于GCC的VLIW编译系统设计方案,利用GCC进行RTL中间代码一级的体系结构无关优化和少量体系结构相关优化,在汇编代码一级针对VLIW结构进行体系结构相关的优化,从而充分利用GCC的成熟编译技术快速开发高效的VLIW多语言编译系统。     

VLIW处理器ISA建模与辅助软件优化技术

在基于VLIW结构的分组密码专用处理器设计过程中,研究了VLIW处理器的指令集体系结构建模技术.设计了一个指令精确的指令集模拟器,通过附加一个流水线相关及停顿统计模块,实现了周期精确的程序运行统计和流水线停顿统计.结合指令集模拟器、汇编器以及调试器,设计了一个面向VLIW处理器的辅助程序优化环境.利用模拟器和调试器来评估程序的指令级并行度以及资源占用情况,辅助程序开发者优化VLIW处理器程序,从而达到软硬件协作开发VLIW处理器指令级并行性的最终目的.     

基于最小操作单元的VLIW微处理器设计

提出一种微处理器体系结构发展的分析方法－－粒度分析方法,并用这种方法分析了微处理器体系结构的发展趋势。在此基础上提出基于最小操作单元MOUB微处理器体系结构的设计思想,并设计实现了一个这种结构的微处理器模型。     

功耗-体系结构描述语言XP-ADL及其设计环境

降低计算机系统的功耗日益成为系统设计中的重要目标，可配置VLIW体系结构在低功耗系统设计中具有显著的优势．本文提出一种功耗一体系结构描述语言XP-ADL，并介绍了基于该语言的体系结构设计环境．XP-ADL语言将系统中各功能部件的结构表示和它们的执行(功能)语义分离开来，方便了可配置的VLIW体系结构的描述．同时，为了便于在功耗模型下进行体系结构空间探索，XP-ADL允许在设计环境中包含各类功耗模型和功耗约束．     

显式并行资源计算结构及其编译优化

提出并分析了一种新的基于超长指令字(VLIW)思想的微处理器模型,该模型提供了体系结构可见的处理器内部结果寄存器和数据通路,允许优化编译器进行直接的控制和调度,并依赖编译器保证操作之间的依赖关系,以简化硬件设计并获得更高的时钟频率.基于该目标模型,构造了一个完整的优化编译和模拟环境,提出、分析并实现了相应的软件旁路优化以及集成式的资源分配与指令调度算法.