基于统计分析的指令高速缓存优化技术

针对现有高速缓存技术计算方法复杂、适用性差的问题,提出基于统计分析的指令高速缓存优化技术。采用GUN覆盖率分析工具和性能分析工具对代码进行静态分析,降低优化过程中的计算复杂度。在软件代码方面,通过优化的缓存块着色算法、地址段静态锁定、代码段选择性不缓存等技术,提高指令高速缓存的读取效率。给出缓存锁定选择排序公式,用于判断代码段是否锁定或不缓存,有效增加指令高速缓存的利用效率。实验结果表明,该优化技术能使程序执行时间平均减少8%,缓存命中率平均提高23%。     

基于循环的指令高速缓存访问预测方法

为了减少高速缓存访问功耗,提出了一种针对循环的基于历史访问路径的指令高速缓存访问预测方法。该方法以循环作为高速缓存访问路预测行为开启的先决条件,通过指令高速缓存的历史访问路径训练预测器。当循环体再次进入时选择对应的访问路径预测器,获取目标指令高速缓存的路进行访问,降低访问功耗。并进一步提出多路径路预测方法,以得到更高的预测准确率。基于Powerstone测试基准的实验结果表明,该预测方法能达到99%的预测准确率。相比传统的指令高速缓存,使用本方法的高速缓存可平均降低65%的访问功耗,仅增加约0.2%的平均指令高速缓存访问周期。     

基于反馈的JCVM指令预调度方案

卡内应用执行效率较低是制约Java Card发展的瓶颈。为此,研究Java Card虚拟机(JCVM)解释器的运行原理,针对其执行架构提出一种基于反馈的JCVM指令预调度方案。通过收集反馈应用的运行指令流统计信息,设计解释器加权控制流图(WCFG),利用基于WCFG的代码编排技术实现解释器的指令预调度。在目标体系架构中,将热点指令处理函数的布局按照反馈应用的统计信息进行重新编排。实验结果表明,该方案可使JCVM解释器的应用执行效率提高15.29%,并且不依赖额外系统资源,对基于解释器架构且资源受限的嵌入式设备性能优化具有指导意义。     

一个基于DAG图的指令调度优化算法

指令调度是优化编译技术中一项关键技术,对于VLIW体系结构的CPU,指令调度显得尤为重要。指令调度是在保证语义正确的前提下,改变指令的执行顺序,减少流水线中的空闲周期,从而提高CPU性能的一种优化方法。文章着重分析了优化编译中的指令调度问题,提出了一个指令调度算法和DAG图的一种化简方法,证明了算法的正确性,分析了算法的效率,比较了生成的新指令序列和最优的指令序列总的执行时间的差别。同时,针对目前流行的编译器GCC的指令调度算法中存在的问题,提出了一个较好的解决途径。     

基于路访问轨迹的指令高速缓存低功耗策略

现代嵌入式处理器中指令高速缓存的功耗十分显著,对此提出一种基于路访问轨迹的组相联指令高速缓存的低功耗策略,利用改进的指令高速缓存和转移目标缓存建立和维护运行时指令高速缓存的路访问轨迹来减少指令高速缓存命中检测及无关路访问.进一步提出了基于跨行访问前驱指针、转移前驱状态、转移前驱指针及转移目标索引的路访问轨迹信息维护策略用以降低信息重建的频度,从而更有效地利用已建立的路访问轨迹信息.实验结果表明:采用优化后的路访问轨迹策略的指令高速缓存的标志存储器访问和数据存储器访问分别降低到传统指令高速缓存的3.60％和27.70％.     

全局指令调度综述

指令调度通过调整指令之间的顺序来提高指令级并行度(ILP)。然而基本块通常很小,因而潜在的ILP也很小。随着芯片设计技术的发展,现代的处理机所包含的资源却越来越丰富。指令调度只有跨越基本块的边界(即全局指令调度)才能够充分发挥处理机潜在的和程序中固有的ILP。全局指令调度可划分为有环和无环两种。该文介绍了无环全局指令调度的几种影响力较大的算法。同时还简单介绍了有关全局指令调度的新的热点。     

一种高速缓存方案的实现方法

基于Altera公司的EP2SGX90FF1508C3N和NEC公司的UPD44165364AF5,提出了一种高速缓存方案。本设计采用可编程逻辑器件,灵活性高,可靠性强,可以根据用户的需要进行方便的扩展和升级。深入研究了QDRII SRAM的工作原理和时序原理,提出了比较可靠的读写状态机实现方案。硬件设计经过实际测试,达到了预期的指标,实现了43.2Gb/s的数据吞吐速率,并且成功用于某产品中。     

指令调度的归约方法

本文以数据相关分析为、基础,提出了指令调度的归约方法。通过对程序段做理想的模拟执行,推导出了各种指令的理想流出时间的计算公式,为指令段的重新排序提供了基础。此外,本文对这种方法的实现做了充分考虑。     

面向电力调度指令的区块链隐私可追踪存证方案

在区块链上对电力调度指令进行可信存证是解决异议调度追责困难的有效手段。电力调度包含指令发起者、接收者、调度指令等高度敏感内容,调度指令存证需在保证敏感内容隐私性的同时验证接收者身份及调度指令的合规性,并在异议调度发生时追踪发起者身份。现有的区块链隐私存证方案大多采用中心化管理方式,这与区块链分布式设置相违背。针对电力调度指令存证的特定需求,设计一个支持调度发起者身份隐私且可追踪、接收者身份以及调度指令隐私且合规的区块链存证方案。将接收者身份及调度指令进行编码,经承诺加密并提供相应的零知识证明保证承诺密文合规后存储至区块链上。采用秘密共享方案对传统的群签名算法进行改进,在不影响签名与验证效率的前提下,将群管理员数量由单方拓展至多方。当异议调度发生时,多名群管理员共同追踪异议调度发起者身份,揭示接收者身份及调度指令信息。理论分析与实验结果表明,该方案具有较高的安全性,执行效率满足实施需求。     

利用高速缓存调度算法实现通讯信息的缓冲

高速缓存调度算法--LRU算法是解决调度问题的有效方法,已比较成熟.本文借鉴LRU算法实现通讯中历史消息的有效和合理的调度,并给出作者开发程序中的相关源代码.     

指令出口调度方法研究

<正> 一、概述现代巨型机都具有超高的运算速度,超大容量的存贮器,有很强的数值计算和数据处理能力。但是,现代巨型机往往是和高速的向量处理相联系。我们通常说的亿次计算机指的是它们的向量速度。对标量的处理,这些巨型机常常不能发挥出相应的功能。一般情况下,这些计算机的标量处理能力只有向量处理能力的十分之一到二十分之一。我     

迭代式全局指令调度

基于非线性控制流图的全局指令调度由于非线性控制流的控制流图的复杂性不易计算出一条指令在其所在控制流图中的优先级,因此也不易判断来自不同基本块的指令的优先顺序,从而导致在决定一条指令何时被调度出该指令所在的基本块以及调度到哪儿时倾向于保守和随意。例如D．Bernstein的全局指令调度的启发性方法优先来自这些基本块的指令：调度器当前正在调度的基本块以及与当前基本块控制等价的基本块。然而,这种启发性方法往往导致处在关键路径上的指令被滞后。本文提出的迭代式全局指令调度算法基于D.Bernstein的全局调度算法。它采用与D.Bernstein相同的启发性方法,但有选择地多次调度一个基本块使得处在关键路径上的指令被尽早调度。实验结果表明该算法以增加10％的调度时间开销提高调度器8％的性能。     

ORC的全局指令调度技术

IA-64是一种崭新的体系结构．它为挖掘程序中潜在的指令级并行提供了丰富的硬件支持,例如：大寄存器组、(控制／数据)投机、谓词等．Itanium是IA-64的一个具体实现．该文作者将Bernstein的基于超标量处理机的全局指令调度算法应用于显式并行(EPIC)的Itanium处理机上．在结合Itanium处理机特性的同时,作者对Bernstein的算法有以下两点创新：(1)应用层次化区域．相对于传统的扁平区域,这样的区域具有很强的灵活性并提供了调度器大小合适的调度范围,使其既能充分利用硬件资源又能够有效地控制调度的时间和空间开销．(2)集成P—Readyr指令调度．P—Ready是在与Bernstein算法框架差异很大的上下文中提出的．P—Ready指令调度能够把优先级高的指令尽早调度即使这条指令并没有在所有经过它的执行路径上解除数据依赖．集成P—Readyr指令调度到Betnstein的算法框架上是十分有意义的．作者在“基于Itanium处理机的开放源码编译器ORC”中实现了该文介绍的算法,实验结果显示全局指令调度器对CPU2000int基准测试例平均有8．4％的运行时加速比．作为应用层次化区域的优越性的一个反映,调度指令跨越嵌套循环最高可取得12．9％的运行时加速比．此外,P—Ready指令调度对CPU2000int的测试例平均有1．37％的运行时加速比,最高可达7．6％．     

代码优化与指令调度的集成

在开发指令级并行性的编译器中,如果代码优化和指令调度各自独立进行,将导致代码优化效果的下降甚至产生副作用,文中针对这一问题,提出了代码优化和指令调度集成的思想,在此思想的基础上,介绍了一个适合于代码优化集成的指令调度算框架;并从优化的有效性、是否可逆和优化机会的产生等方面进行了分析,选出了适合集成入指令调度的传统优化种类;最后给出了这些优化的具体集成方法,该文提出的方法已经在一个指令级并行编译器上进行了实验,实验数据证明,这种优化集成方法能使优化的效果明显改善。     

使用高速缓存提高AAA服务器性能的方法

支持Radius协议的AAA服务器在电信行业得到了广泛应用，该文介绍了一种高速缓存技术，将AAA服务器的性能提高了2－3个数量级，该技术利用Unix提供的共享内存机制，用信号量同步多个进程对资源的竞争使用，Hash表实现海量数据的快速检索。     

一个RISC流水结构机器QHRC上的编译时指令调度器

RISC体系结构常采用流水结构来提高机器的执行速度.然而,指令互锁现象的频繁出现严重影响了机器的执行效率.本文给出了一个流水结构机器上的基于机器描述表格化及参量化的指令调度算法。并利用该指令调度器作为工具,对多种解决指令互锁方案效果进行分析.最后,给出了一种兼顾硬件可行性与软件有效性的解决指令互锁的高性能方案。该算法的复杂度为O(n~2)。     

慎用高速缓存——SMARTDRV.EXE使用分析

SMARTDRV是一个MICROSOFT DOS 5.0以上版本中的实用工具,即磁盘高速缓存程序,它在DOS6.0公布以后得到了非常广泛的应用。 高速缓存(WRITE-CATCH)实质上是一块内存,存放一些磁盘的数据信息,每当需要读取磁盘数据时,CPU便会先到高速缓存去找,如果找到了,便直接由高速缓存读取,不必进行磁盘I/O的动作,所以速度非常快,深受计算机工作者青睐。下面从几个实用的角度分析其功能。 一、DOS中的应用 DOS6.X的SMARTDRV.EXE更进一步地提供写入高速缓存的功能。当需要将数据写入磁盘时,实际     

PLC步进指令的使用

病毒危害：该病毒可盗取多家证券交易系统的交易账户和密码。黑客可以恶意操纵被盗的股票．将被盗账户中股票高买低卖，然后通过自己设立的账户对同一股票高卖低买，给被盗股民带来巨大的损失。     

指令调度中的寄存器重命名技术

指令间的依赖关系是阻碍指令调度发挥作用，进而影响指令级并行的主要障碍。寄存器重命名是解决控制依赖和数据依赖的一种重要技术。研究并实现了一种指令调度中的寄存器重命名技术。它在164．gzip和186．crafty上分别取得了约5％和3％的加速比。