基于循环映射的可重构处理器设计

提出了一种适合循环任务执行的可重构处理器. 该处理器通过循环控制器实现循环的自动执行,并采用数据分发技术和不对称先进先出缓存（FIFO）技术,将可重构阵列内部数据传输效率提高8倍. 在现场可编程门阵列（FPGA）系统上验证了活动图像专家组 4的高等视频编码（H.264）中整数反离散余弦变换（IDCT）、运动估计及活动图像专家组 2（MPEG 2）中的IDCT等多种媒体核心算法. 相比于类似的结构,该可重构处理器在不增加阵列规模的情况下,性能平均提升35倍.     

流水线配置技术在可重构处理器中的应用

提出一种应用于可重构处理器中的流水线配置技术,能够有效减低配置时间,提高应用程序的执行速度。可重构处理器包括通用处理器和一个粗颗粒度的可重构阵列。可重构阵列将处理应用中占据大量执行时间的循环,这些循环将被分解为不同的行在阵列上以流水线的方式执行。该技术在FPGA验证系统上得到了验证。验证的应用包括H.264基准中的整数离散余弦变换和运动估计。相比传统的可重构处理器PipeRench, MorphoSys以及TI的DSP TMS320DM642有大约3.5倍的性能提升。     

嵌入式粗颗粒度可重构处理器的软硬件协同设计流程

 面向多媒体应用的可重构处理器架构由主处理器和动态配置的可重构阵列(Reconfigurable Cell Array,RCA)组成.协同设计流程以循环流水线和流水线配置技术为基础,采用启发式算法对应用中较大的关键循环进行了软硬件划分,使用表格调度算法实现了任务在RCA上的映射.经过FPGA验证,H.264基准中的核心算法平均执行速度相比于PipeRench,MorphoSys,以及TI DSP TMS320C64X提高了3.34倍.     

循环在可重构处理器上的软硬件划分技术

针对较大循环在可重构处理器上的映射问题提出了一种启发式的算法,将循环划分为在处理器上执行的软件部分和在可重构阵列上执行的硬件部分,并且使两者之间的数据传输量最小.通过测试,相比于原有处理较大循环的方法,该技术降低了13%～29%的循环执行时间.在FPGA验证系统上通过H.264中的运动估计和MPEG-2中的IDCT等多种多媒体核心算法验证了该划分技术.使用该划分技术后,验证系统相比于类似结构在不增加硬件规模的情况下,有平均3.5倍的性能提升.