分簇结构超长指令字DSP编译器的设计与实现

超长指令字（VLIW）是高端DSP普遍采用的体系结构。VLIW DSP在硬件上没有调度和冲突判决的机制，其性能的发挥完全依靠编译嚣的优化效果．基于可重定向编译基础设施IMPACT，为分簇VLIW DSP YHFT—D4设计与实现了优化编译器．其中着重讨论了可重定向信息的定义、代码注释、SIMD指令的支持、分簇寄存器分配以度指令级并行开发和资源冲突解决等内容．实验结果表明该编译器可以达到较好的优化效果．     

VelociTI结构浮点DSPs的流水线异常处理方法

在采用基于VelociTI结构浮点DSPs流水线模式设计具有自主知识产权的数字信号处理器中,为了正确有效地实现对流水线异常的控制,提出了一种该结构流水线发生异常时的处理方法。对引起流水线异常的情况进行了合理的分类,存储器阻塞、多执行包和多周期NOP指令采用通过控制流水线寄存器的时钟信号实现控制。采用控制指令的执行条件实现了中断引起的流水线队列中部分指令的废除。对提出的方法采用VHDL语言建模设计,仿真结果验证了其正确性。     

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。     

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．     

VelociTI结构浮点DSPs寄存器堆读写的流水线设计

研究了VelociTI结构浮点数字信号处理器寄存器堆的流水线读写原理并提出了一种设计方法。该方法对单操作数双精度浮点指令采用2个32位数据通路用1个流水线周期读取源操作数，双操作数双精度浮点指令采用锁定译码单元，利用若干流水线周期读取源操作数。采用写控制向量的方法实现了流水线多个周期执行写操作。该方法正确实现了基于IEEE754标准的双精度浮点数据在寄存器堆与功能单元之间的32位数据通路上的传输，仿真结果验证了其正确性。     

一种面向VLIW指令压缩的寄存器分配算法

针对VLIW结构的指令压缩方法，通过对编译中间代码的深入分析和总结，提出一种改进的寄存器分配算法，该算法在线性扫描的基础上，对寄存器的选择添加约束条件，应用该算法能够使得目标代码中寄存器的编号尽量靠近，从而达到更好的压缩效果。     

结合的指令调度与寄存器分配技术

提出了很多结合技术使得指令调度与寄存器分配之间进行一些信息交互,在没有引入过多溢出代码的情况下提高了指令级并行度,从而提高了性能。按照算法的特征分类介绍了几种影响力较大的算法,同时作了简单的评价和效果比较,最后介绍了有关指令调度和寄存器分配结合的一些新方向。     

基于整数线性规划的VLIW DSP指令分簇调度

在分簇VLIW DSP上,指令分簇是一项对程序性能有重要影响的编译优化,但现有的指令分簇算法只能处理顺序的程序区域,且难以获得最佳的分簇方案。针对这些问题,提出一种基于整数线性规划的统一指令分簇与指令调度的方法。该方法使用零一决策变量表示函数中指令的分簇、指令的局部调度以及簇间传输指令的全局调度,并将指令之间的依赖关系和对处理器资源的竞争关系构造为线性约束,最终得到一个以最小化函数的估计执行时间为目标的整数线性规划模型。实验结果表明,求解该模型得到的分簇调度方案对程序性能的优化显著强于现有算法,并且求解模型所耗费的时间是可接受的。     

基于Huffman算法的DSP处理器指令编码方法

许多按照高性能思想设计出的DSP处理器,其性能却在应用中得不到很好的发挥。深入分析DSP处理器的指令编码就会发现,要使其高性能得以发挥就应该在设计指令集时慎重考虑指令的编码方式。要么通过提高指令编码密度的方式提高处理器的并行度;要么使用更加简单和规则的指令编码以提高处理器编程和编译的效率。在分别讨论、比较了两种方式后,提出了一种基于Huffman算法的能够提高编码效率的指令编码方法。     

VLIW DSP指令级精度模拟器的快速实现方法

为了以最小代价开发出超长指令字(VLIW)数字信号处理器(DSP)的指令级精度的模拟器,缩短开发周期,提出了一种基于开源模拟器(gem5)的开发方法.对gem5模拟器和VLIW DSP的指令执行流程分别进行分析,指出指令在gem5模拟器上以纯32位指令环境顺序执行和指令在VLIW DSP上以16/32位混合指令环境并行执行之间的矛盾是开发的难点.在gem5的顺序执行模型的基础上,通过加入并行的判决、执行机制和16/32位混合指令的取指机制建立了VLIWDSP的模型,并具体实现了一款VLIW DSP的模拟器.通过一组针对每条指令的测试程序和一组DSP典型应用程序验证了该方法的正确性和可行性.     

基于DSP的语音处理方法研究与实现

1引言 数字信号处理技术已经广泛地应用于数字通信、雷达、遥感、声纳、语音合成、图像处理、测量与控制、高清晰度电视、数字音响、多媒体技术、地球物理学、生物医学工程、振动工程,以及机器人等各个领域.随着科学技术的发展,其研究领域和应用领域还将不断地发展和扩大.     

基于覆盖率驱动的高性能DSP指令集验证方法

针对传统定向测试效率较低且容易遗漏边界条件,以及测试平台扩展性、移植性差等问题,利用SystemVerilog的面向对象特性、随机约束求解机制以及覆盖率统计机制,提出一种快速搭建覆盖率驱动的随机测试平台的方法。采用面向对象方法对指令集建模,同时定义功能覆盖点和交叉覆盖率,并对随机约束规则进行描述,利用SystemVerilog的约束求解机制在覆盖率驱动下生成大量的测试指令码。对"银河飞腾"高性能DSP芯片指令集进行验证,结果表明,与定向测试相比,随机测试的寄存器和数据通路覆盖率提高50%,操作数覆盖率提高90%以上,交叉覆盖率提高75%以上,同时功能覆盖率能在较短的时间内达到预期值,从而缩短验证周期。     

基于多DSP架构的电机控制系统

针对交流永磁同步电机（PMSM）的双闭环反馈控制模型提出了多DSP架构的电机控制系统方案。该方案在电机控制算法分解的基础上结合流水线技术，采用3个DSP流水处理的方式，能够高效地完成复杂的电机控制算法。目的在于充分发挥多DSP流水处理的优势，为在电机控制中采用复杂的智能控制算法提供强大的计算能力。同时它也可以为其他类型电机的数字控制系统设计提供参考。     

基于GCC的高性能DSP Matrix向量指令集扩展

自动向量化技术是编译器提高程序并行性的优化方法。随着支持SIMD结构处理器的计算平台的广泛应用,自动向量化技术也成为编译器技术研究的热点。GCC编译器是一种开源、跨平台的编译器。本文基于GCC内部自动向量化算法,结合Matrix芯片的体系结构和指令集特点,完成了Matrix向量指令集在GCC后端扩展,实现了基本的自动向量化支持。测试结果表明,扩展后的编译器能够支持Matrix向量指令集,进行基本的自动向量化,同时支持以内建函数方式开发基于Matrix的并行程序。     

基于共享向量的二维SIMD调度算法

针对目前二维SIMD结构编译技术研究的不足,结合二维SIMD结构中普遍采用的复用数据通路和寄存器少的限制和应用程序的特点,提出了一种解决数据向量复用的算法.该算法先使用数据向量的代表元计算各SIMD指令间数据向量的重用信息,再根据这些信息对SIMD指令进行调度.该算法可以有效缓解应用程序在二维SIMD结构执行时加载数据的压力,有效提高结构受限二维SIMD结构的并行性.实验数据显示,该算法对各种应用程序可获得平均2.97的加速比和平均3.86的SIMD指令级并行度.     

历史数据压缩算法在DSP上的实现

工业控制中需要记录大量的历史数据,因其数据量庞大,需要的存储空间也及其庞大,同时网络传输过程的实现比较困难,针对这一情况,提出了一种基于整数小波变换和多级树集合分割编码压缩新算法,并在DSP平台上实现,给出仿真结果,结果表明此算法可方便地控制数据压缩比和重构误差,并且具有压缩速度快、熏构误差小和压缩比高的特点。     

基于DSP的便携式综合音频播放器的实现

目前各种便携式媒体播放器比较流行 ,数字音频广播 DAB也正在发展。本文主要介绍了以 DSP数据处理技术为基础 ,如何把媒体音频播放 ,数字音频广播 DAB集成在一起 ,组成新的便携式综合音频播放器。该便携式综合音频播放器将会有良好的市场前景     

基于DSP的UDP协议栈的设计与实现

针对高端定点数字信号处理器(DSP)芯片TMS320C6455的以太网外设EMAC模块,借鉴socket编程思想,设计一种用户数据报协议(UDP)协议栈。通过裁减socket编程机制中的冗余,实现数据在以太网中的高效传输,并提供类似socket的接口函数。测试结果表明,该协议栈占用资源少、效率高、代码优化方便。