通过寄存器队列模型实现寄存器分配和指令调度

寄存器分配与指令调度是编译器优化过程中的两项重要任务．由于这两个阶段通常是独立完成的，寄存器分配往往会引入不必要的伪相关，从而影响指令调度的效率和结果，影响最终性能的提高．本文提出了寄存器队列模型，并在其基础上提出了一种结合实现寄存器分配和指令调度的算法，该算法能够在保证每条指令的执行时间最早的同时使用最少数目的寄存器．它的另外一个优点是具有线性的时间和空间复杂度，而且易于硬件实现．     

协作式全局指令调度与寄存器分配

指令级并行是现代高性能代理器的重要特征,对于发挥这类处理器所具有的并行处理能力来说,编译器有至关重要的影响。文中讨论指令级并行编译中的核心问题－全局指令调度与 器分配,并以作者为一种新型的显式并行体系结构微处理器的编译系统为背景,介绍了此类编译器后端设计中面临的指令调度与寄存器分配的时序问题,以及为解决这一问题而提出了的一种协作式全局指令调度与寄存器分配方法。     

中间表示设计中基于链表的多寄存器操作数处理

以简单但具有代表性的配对寄存器为例，分析了编译器中间表示设计中使用配对信息所需包含的要点。结合编译器中数据流分析，指令调度和寄存器分配的需求，进一步提出了一种基于链表结构的中间表示及构造算法。所提出的表示方法同时考虑到编译器的可移植性，以便于在不同编译器中实现。     

摆动模调度中的寄存器溢出技术及其在GCC中的实现

软件流水是一种通过发掘循环的不同迭代的不同部分的指令间并行性,使这些指令并行执行,从而提高循环的执行效率的优化技术.但该技术在提高指令并行性的同时也增加了寄存器压力,而寄存器溢出技术正是解决寄存器压力的有效方法.摆动模调度是一种在进行近似最优化调度的同时尽力减小寄存器压力的软件流水算法,该算法已经作为一个新的优化遍出现在GCC的最新版本中.本文以GCC为平台,论述了摆动模调度中的寄存器溢出技术及其工程实现,从而使摆动模调度算法进一步增强了对寄存器压力的处理能力.     

面向VLIW结构的寄存器压力敏感表调度算法*

为了改善寄存器压力问题,提出一种寄存器压力敏感的指令调度算法。该算法在传统表调度算法的基础上采用关键路径为优先级函数,并考虑在寄存器压力区域内调整非关键节点的调度时机,在应用程序性能不损失的情况下达到了减小寄存器压力的目的。     

虚拟寄存器结构

虚拟存会器概念在名已经沿用近３０年，鉴于面向寄存器的ＲＩＳＣ结构的迅速发展以及寄存器对指令级并行性的重要性，本文首先提出了虚拟寄存器的新概念。虚拟寄存器结构是指令级并行调度和发射Ｔｒａｃｅ Ｍｅｒｇｉｎｇ算法在处理机体系结构上的一种实现方法。     

一种基于寄存器压力的VLIW DSP分簇算法

寄存器是程序运行时最宝贵的资源之一,软件流水在对VLIW DSP指令调度的同时,会显著增加寄存器的压力,从而导致寄存器溢出,软件流水中止。在以往的研究中,软件流水之前的指令分簇会更多地考虑指令并行性,往往会把寄存器的压力交给寄存器分配阶段,当物理寄存器不够分配时会造成寄存器溢出。通过考察指令运行时的寄存器压力情况对指令进行分簇,这样可根据各个簇的寄存器压力的动态信息减少寄存器的溢出,提高指令运行效率。     

新型体系结构概念—虚拟寄存器与并行的指令处理部件

随着程序对地址空间的需求日益提高，研究者提出了虚拟存储器概念，使程序访问的地址空间免受物理存储器的限制。随着面向寄存器的ＲＩＳＣ技术发展以及多发射结构中指令调度的日益重要，我们提出了虚拟寄存器的新概念，使寄存器空间不受物理寄存器堆大小的束缚，有利于指令调度和寄存器重新命名技术，提高指令级并行性ＩＬＰ。此外，现代新型ＲＩＳＣ处理机都着重于加强数据处理部件中的执行并行度，忽略了放在存储器中指令的处理。     

基于整数线性规划的TTA代码优化

针对传输触发结构代码生成中的指令调度、多寄存器堆分配、全局寄存器分配和软件旁路等优化问题,给出一个整数线性规划形式化模型,并实现了一个软件架构来验证该模型的正确性。试验结果表明该方法可以有效地应用到40条传输指令以内的基本块,并生成高质量的代码。     

分簇式VLIW密码专用处理器的编译器后端优化研究

密码专用处理器常采用分簇式超长指令字(Very Long Instruction Word, VLIW)架构,其性能的发挥依赖于编译器的实现.当前对于通用VLIW架构的编译后端优化方案,在密码专用处理器上都有一定的不适应性.为此,本文提出了一种面向密码专用处理器的、同时进行簇指派、指令调度和寄存器分配的编译器后端优化方法.构造“定值-引用”链,求解变量的候选寄存器类型集合交集,确定其寄存器类型;实时评估可用资源,进行基于优先级的指令选择和基于平衡寄存器压力的簇指派;改进线性扫描算法,基于变量的“待引用次数”列表进行实时的寄存器分配.实验结果表明,本方法能够提升生成代码的性能,且算法是非启发式的,减小了编译所需的时间.     

一种基于活跃周期的低端口数低能耗寄存器堆设计

多端口寄存器堆有助于挖掘指令级和线程级并行性,但同时带来面积、能耗和访问时间的压力.文章面向超标量和SMT处理器,给出了一种方法,即通过增加一个小的活跃值堆(Active Value File,AVF)选择性地保存处于活跃周期(从产生到最后一次使用之间)的物理寄存器值.AVF结构可分担主寄存器堆的访问压力并降低端口数目,实现简单且具有写过滤的特点.在获得较大幅度能耗降低的同时不影响时钟频率且IPC损失较小.     

Lite寄存器模型的设计与实现

针对集成电路规模扩大、片内寄存器数量激增,导致验证难度加大的问题,提出一种轻量级寄存器模型。首先,设计精简的底层结构,配合参数化设置减少寄存器模型在运行时的内存消耗;然后,分析模块级、系统级等不同层次的寄存器验证需求,使用SystemVerilog语言实现验证所需的各项功能;最后,开发内建测试用例和寄存器模型自动生成工具,缩短寄存器模型所处验证环境的建立时间。实验结果表明,在运行时内存消耗方面,该寄存器模型为通用验证方法学(UVM)寄存器模型的21.65%;在功能方面,可应用于传统的UVM验证环境和非UVM验证环境,对25类寄存器的读写属性、复位值、后门访问路径等功能进行检查。该轻量级寄存器模型在工程实践中拥有良好的通用性和灵活性,满足寄存器验证需求,能有效提高寄存器验证的效率。     

同步数字集成电路设计中的时钟偏移分析

时钟偏移是同步数字集成电路设计中的一个难题。本文分析了时钟偏移产生的机理以及对电路性能的影响。     

多寄存器组网络处理器上的寄存器分配技术

针对传统的图着色寄存器分配算法不能直接处理网络处理器的操作问题，提出了一种多寄存器组网络处理上的寄存器分配技术．在依次分析了一个符号寄存器可能位于哪些寄存器组？如果没有候选组，该如何解决这种冲突？如果有多个候选组，该选用哪个组等问题的基础上，通过将这些方法与图着色寄存器分配算法相融合，在IXP上实现了这种多寄存器组的寄存器分配，提高了它的可编程性．这种方法也可运用到其它具有类似寄存器结构的处理器上．     

使用SJA1000构成CAN网络智能节点时参数的确定

CAN总线以其简单．可靠得到行业广泛的认可，而SJA1000由于具有较好的性能成为目前设计CAN智能节点和构成CAN网络时的首选通讯控制器。但总线上各节点ID值的选择、位速率的确定等，成为实际使用它的一大障碍。本文从实用的角度详细介绍了参数的选择、位速率与传输距离的关系以及决定位速率的两个总线定时器值的计算。     

一种选择多个单元的重新播种内建自测试方法

随着集成电路技术的迅速发展,芯片的集成度越来越高,怎样对电路进行有效测试就显得越来越重要。其中内建自测试被认为是解决测试问题有效方法之一。文中提出了一种选择多个单元的重新播种BIST测试方法,实验结果表明该方法可以降低硬件开销。     

V-PIM中低功耗分体多端口向量寄存器文件设计

向量处理逻辑与DRAM相结合形成向量PI(MV-PIM)结构,可充分利用PIM结构的高带宽特性。向量寄存器文件是V-PIM的关键资源,其端口数和容量大小直接影响着向量处理器的频率和功耗。设计一个低功耗、高速、多端口的向量寄存器文件是向量处理器数据通路设计的重要任务之一。文章描述了采用多个端口数较少的寄存器体通过交叉互连构成多端口向量寄存器文件的设计方案,实验表明多体交叉结构的向量寄存器文件在功耗、面积等方面比单一的多端口结构具有明显优势。     

如何维护系统健康

本文从手工和借鉴工具软件两方面讲述了如何维护系统健康的方法。     

Amorphous‐silicon gate‐driver circuits of shared‐node dual pull‐down structure with overlapped output signals

Abstract— A novel gate‐driver circuit using amorphous‐silicon (a‐Si) TFTs has been developed. The circuit has a shared‐node dual pull‐down AC (SDAC) structure with a common‐node controller for two neighboring stages, resulting in a reduced number of TFTs. The overlapped clock signals widen the temperature range for stable operation due to the extended charging time of the inner nodes of the circuit. The accelerated lifetime was found to be over 1000 hours at 60°C with good bias‐temperature‐stress (BTS) characteristics. Accordingly, the a‐Si gate‐driver circuit was successfully integrated into a 14.1‐in. XGA (1024 × RGB × 768) TFT‐LCD panel having a single bank form.