面向流水线机算术表达式的优化算法——特征数法

<正> §1 引言现代大型流水线机的一个重要特点是采用高度并行、重叠技术,因而程序的优化必须着重考虑影响机器效率的主要因素,从面向语言的优化转为面向计算机的优化,消除机器运算的相关性,以便获得高效运行的目标代码。本文在对一些算法评论的基础上,给出一个在大型流水线机上实现算术表达式优化的算法——特征线法。§2 对几个算法的评价我们都知道,在单一处理机上算术表达式的编译算法通常采用按算符的优先级,从     

多功能部件和流水线计算机上表达式的并行处理

<正> 引言类似YH—1这样的多功能部件和流水线式计算机的一个重要特点是采用高度并行和重叠技术以实现高速运算。在这类机器上表达式的优化必须着重于消除操作数的相关性,这样才能充分发挥硬件的能力,生成高效运行的目标代码。在一个表达式的分析树中,父结和子结之间的操作数,当子结不是树叶的时候总是相关的。降低表达式分析树的高度可以减少操作数相关的结点数。在这篇文章里,我们将给出利用交换律和结合律构造表达式最低分析树的算法,并证明这个算法构造出来的分析树高度确实最低。在这篇文章里,我们还将把构造表达式最低分析树的思想推广到在一定条件下以最短时间计算出一个表达式的值。     

大规模流水线调度的瓶颈分解算法研究

为了克服大规模流水线调度问题的计算复杂度,提出一种瓶颈分解启发式算法．利用瓶颈特性将流水线分解为瓶颈机和非瓶颈机,对瓶颈机建立带有到达时间和传递时间约束的单机调度模型,并优化求解,而在非瓶颈机上则采用简单的分派规则,通过不断修正瓶颈机上工件的到达时间和传递时间来协调瓶颈机与非瓶颈机之间的关联．仿真结果验证了算法的有效性．     

面向流水线向量计算机的某些算法的向量化

这篇文章研究流水线向量计算机的并行算法,针对文中指出的特定的计算机模型,提出了算法优化的设计原则。并对算术表达式求值(包括向量线性递推)、数值解常微分方程、线代数方程求解及用差分法解变系数椭圆型方程等典型问题,分析了算法,设计了程序内核。并计算出这些程序在流水线计算机上执行的效率,所得结果适用于Crag-1型流水线计算机。     

可重构平台下AES算法的流水线性能优化

AES—Rijndael算法是美国取代DES的新一代分组加密算法标准,也是事实上的国际标准。本文在可重构平台上针对128位密钥长度AES算法的流水线性能优化技术进行了研究,通过对基本运算优化、循环展开、轮内流水线、轮间流水线、混合多级流水线结构优化等方法的讨论和实现,对比不同优化方法的优缺点及适用环境。实验表明,不同结构的设计,其加密性能存在很大差异。其中,混合多级流水线结构的加密性能达到27．1Gb／s的速率,为目前国内外相关研究的较好结果。     

CPU流水线技术中的结构相关和数据相关

CPU流水线技术是计算机CPU设计中普遍采用的一种并行处理技术。它可以提高指令的运行效率,但是其流水线相关问题是流水线执行过程中的主要障碍,会给流水线中指令序列的顺利执行带来许多不利的影响。流水线中的相关主要是结构相关和数据相关,本文重点介绍了他们的解决方法。其中数据相关较普遍,旁路技术是主要的解决方法。     

低压电流互感器自动化检测流水线优化技术研究

为提高互感器自动检测流水线优化设计水平及其性能指标,提出了以系统节拍短、线体交叉少、传输路径短、设备综合投资成本低为目标的流水线优化设计方法。采用多目标优化算法,均衡协调工序、节拍、型式等复杂参数变量与约束条件,优化流水线整体设计,从而提升互感器检测效率,流水线体长度减少近100 m,设备数量减少1/4,设备场地有效面积减少80 m~2,并实现设计模块化、标准化,增加流水线优化设计通用性。互感器流水线优化设计为工业产品检测流水线提供了一种规范化通用性典型设计。其整体运行结果及专家组成的评审组评审表明,互感器流水线的优化设计可行,设备运行可靠,达到了预期目标。在目前所建互感器流水线中,该设计设备简洁、生产效率高、综合成本低、产品通用性强。     

向量化中的分段处理

本文主要讨论流水线向量机上运行的FORTRAN语言程序中最内层DO循环的向量化,内层DO循环的一般形式为: s 把向量机的向量寄存器的分量个数记作ξ,循环的迭代次数记为N,N=r+qξ,0≤r<ξ,q≥0,如果该循环可以向量化,就可根据长度ξ把循环的迭代区间分段,从     

矩阵乘并行算法的仿真与性能分析

为了优化矩阵乘法的并行运算效率,提高流水线的性能,采用了基于Strassen算法的矩阵来运算,并通过缟码在DLX模拟的并行流水线环境中仿真运行.实验结果表明,优化后的矩阵秉算法降低了时间复杂度,减少了指令条数和运算周期,显著地提高了流水线上矩阵秉法的并行运算效率.     

周期精确的流水线仿真模型

使用软件仿真硬件流水线是很耗时又复杂的工作,仿真过程中由于流水线的冲突而导致运行速度缓慢.本文通过对嵌入式处理器的流水线,指令集,设备控制器等内部结构的分析和研究,提出了一种预执行周期精确的流水线仿真模型,对流水线的仿真进行简化和优化,并对仿真模型的扩展性和精确性做了进一步探讨.     

DLX处理器浮点数流水线性能的研究

DLX虚拟微处理机提供了一个基于PC机的研究平台，研究者可以在PC机上模拟新的处理机技术。该文先介绍DLX微处理机针对流水线处理的结构调整和流水线面临的问题，然后结合实例，介绍了对DLX浮点数流水线性能的分析研究。     

顺序程序的并行转换器

在分布式系统环境下,如何将在单机上运行的顺序程序转换成可在多机上并行执行的并行程序,是急待解决的问题。本文提出了一个基于程序相关图(PDG)的顺序程序的并行转换系统。该系统在相关分析的基础上,对相关图实施优化,系统地削弱了语句间的数据相关性,提高了程序的并行性;并在优化的基础上对相关图进行分割,最终生成并行程序段。     

基于新型分布式算法的自动化检测流水线

自动化电表检定流水线的运行精度是流水线检定效果的决定性因素。为维持自动化流水线的高精度运行,提出了一种基于新型分布式算法的自动化流水线精度改进方法。该方法首先着重于算法的改进,不同于传统的分布式算法,所提出的分布式算法侧重于对传统算法中查找表中的值进行重组优化;然后在改进算法的基础上进行了结构的最优化设计,特别是采用了查找表分割的方法实现资源最小化;最后,该方法在FPGA上得到了实现。该方法以检测精度最优化为目标,综合考虑流水线各个环节的具体运行状态,以取得自动化检测效果最优化。经具体实践测试,该方法不仅提高了电表的检定效果,而且还有效地减少了对系统各类资源的占用。通过对目前已经投入现场作业的系统进行实际检测,证明该方法取得了优异效果,值得在相关检测系统中大力推广。同时,所提出的新型滤波器算法也将对现有的数字信号处理研究产生影响。     

压电发电器建模研究

压电发电器的优化设计必须以模型为基础。提出了一种新的压电发电器模型建立方法,运用该方法分别推导出2种结构的压电发电器的性能参数表达式,实验数据与表达式计算结果比较吻合,证明表达式可以用于压电发电器的性能预测。通过对输出参数表达式进行深入讨论,得出压电发电器的一般特性和相关参数与发电器性能参数之间的关系,可指导压电发电器的优化设计。     

数据不规则问题全相关Block递归方程组多维流水线并行技术研究

主要讨论数据不规则问题全相关Block递归方程组多维流水线并行的实现.首先给出全相关Block递归方程组的模型方程,并从图论的角度给出了流水关系有向图的定义以及流水线并行条件的判别准则,分析了影响流水线并行效率的主要因素.在此基础上,提出一种基于流水关系有向图的流水线并行实现算法并应用于数据不规则问题.实验结果表明该方法在复杂区域情况下也可以取得较高的效率.     

并行直接搜索法

本文提出了一种不用导数的无约束多维最优化并行算法。它特别适用于在流水线向量机上求解高维最优化问题。     

基于VR的虚拟现实模型优化研究

分析了影响模型输出的3种原因：硬件、图形处理卡和模型表面构成。以＂绘制流水线＂理论为基础,分析了VR系统结构的设计方法,重点研究了绘制流水线上应用程序阶段、几何阶段、光栅化阶段产生瓶颈的原因以解决瓶颈的优化方法,讨论了加快模型输出的方法。     

多功能流水线的作业输入控制

本文讨论了流水线原理，分析了流水线对计算机系统的性能加速比，给出了多功能流水线输入控制逻辑的矩阵方程。     

基于Vega的桌面虚拟场景应用研究

桌面虚拟场景是视景仿真的一个重要方面。通过在Vega软件环境下的一个桌面虚拟仿真,讨论了在PC上建立仿真应用程序一般的创建流程和实现该场景主要采用的细节层次优化技术(LOD),并对仿真结果进行了分析。仿真结果表明,该场景系统可以流畅地运行于一般PC上,说明了在一般PC机上利用以LOD为主的优化技术可以有效解决较大数据量与PC机资源紧张的矛盾。     

ARM流水线关键技术分析与代码优化

流水线技术是广泛应用在微处理器体系结构中的关键技术。本文根据ARM系列处理器采用的三级和五级流水线的工作原理,对各种冲突情况下的流水线运行情况进行了详细分析,最后通过实例分析提出在编程阶段提高流水线性能的方法。