可重构指令集处理器的代码优化生成算法研究

可重构指令集处理器能够适应多变的计算任务在性能和灵活性两方面的要求,而传统的编译后端技术无法为其生成高效的可执行代码,需要有新的代码生成方法.针对传统编译后端代码生成三阶段方法进行扩展的代码混合优化生成算法正是这样一种方法.该算法很大程度地复用了原有的三阶段代码生成过程,同时针对可重构指令集具有动态性的特点,根据系统硬件资源和重构配置,扩展了针对可重构指令代码生成的优化处理,从而能够获得切合可重构指令集处理器体系结构特性的可执行代码.相关实验与分析说明了该算法针对硬件重构得到的新平台所做的可重构指令代码生成是有效的,能够较好地提高应用程序在新平台上的执行性能.     

可重构指令集计算机综述

简要介绍了可重构指令集计算机的体系结构、特征、以及发展状况,并在指令重构的基础上对目前可重构指令集计算机面临的问题作了一些讨论。     

一种嵌入式处理器的动态可重构Cache设计

一般的处理器芯片都有片上高速缓存Cache,它一般是由固定大小的一级Cache(L1)和二级Cache(L2)构成,文章介绍了一种在嵌入式处理器设计中实现的动态可重构Cache。动态可重构Cache的思想最早是罗彻斯特大学(UniversityofRochester)的学者在他们的一篇关于存储层次的论文1中提出的,当时主要是针对高性能的超标量通用处理器。在此嵌入式处理器设计过程中,笔者创造性地继承了这一思想。通过增加少量硬件以及编译器的配合,在嵌入式处理器中L1Cache和L2Cache总体大小不变的情况下,L1Cache和L2Cache的大小可以根据具体的应用程序动态配置。通过对高速缓存的动态配置,不仅可以有效地提高Cache的命中率,还能够有效降低处理器的功耗。     

加密专用处理器指令集设计

源码分析技术是一种重要的专用处理器设计方法,用于定位程序运行的瓶颈所在.通过新颖的细粒度源码分析技术,针对加密应用,扩展的开源可扩展处理器OR1K指令集以协处理器的方式和主处理器紧密耦合,可以获得相比传统设计方法更高的效率和更好的性能.实验结果表明,指令扩展后的处理器相比原处理器在增加较少芯片面积消耗的情况下处理效率提高为扩展前的1.78倍.     

动态可重构指令计算机

动态可重构指令处理器没有固定的指令集,利用动态可重构集成电路可根据程序需求生成不同的指令,指令是"进程级指令";利用"面积换速度",多道并行流水线使计算机处理器的速度大大提高,同时大大降低了处理器的功耗;硬件可重用,提高了硬件的资源利用率。动态可重构指令计算机是未来计算机体系结构的发展方向。     

下一代处理器的扩展指令集

在这篇详细的技术报道里，我们要谈论一下振奋人心的扩展指令集发展史，还有Intel最新的Prescott处理器中的扩展指令集技术。在给软件开发人员带来很多新的特性和研发优势的同时。我们也将比较Intel与AMD两种不同指令集的特点。     

基于指令集模拟器的处理器建模与验证

介绍处理器仿真建模技术以及指令集模拟器在其中的应用,讨论处理器ISA, MA模型建立以及指令精确、时钟精确的指令集模拟器实现方法,提出一种基于多线程技术的调试器集成方法,介绍指令集模拟器在一款密码专用微处理器开发过程中的具体应用方法。     

扩展指令集处理器的灵魂之歌

“硬件是基础,软件是灵魂”,这句话在处理器的设计中同样适用。一般来说,现有处理器是指令集处理器（ISP,Instruction Set Processor）,处理器的功能几乎完全取决于指令集,所有运行于处理器上的程序都基于指令集进行编码。指令集作为软件与硬件或者应用程序与处理器之间的一种约定,因此起到了非常重要的作用——通过指令集程度能够与计算机相互独立发展;     

可重构三值光学处理器的原理、基本结构和实现

文中论述了三值光学处理器的重构原理、重构结构和重构操作,给出了三值光学运算器和运算基元的典型结构、分类、命名、重构电路、重构指令和重构例程.文中还对三值光学计算机的高速度性能和低功耗性能作了简单分析.最后描述了一位运算基元的重构实验,实验结果表明本文论述的可重构三值光学处理器原理正确,重构器件和重构指令有效.     

基于流密码的可重构处理结构及其专用指令集研究

在对多种流密码算法生成结构进行分析的基础上,提出一种基于流密码的可重构处理结构,并在总结重构流密码算法使用频率较高的基本操作类型的基础上,为该流密码可重构处理结构设计了一种专用指令集。描述了指令的具体格式,并对指令性能进行了评估。结果表明,该指令集作用在该流密码可重构结构上可灵活高效地实现多种流密码算法。     

一种多核动态可重配置处理器设计

动态可重配置技术因其所具有的高性能，低功耗和高度灵活性等特点，已经成为研究的热点。本文从动态可重配置处理器技术的基本概念，产生背景，实现方案分类等方面进行了介绍。提出了一种多核动态可重配置处理器设计方案。并简述了该技术目前存在的问题，展望了未来的研究方向。     

可重构密码协处理器指令系统的设计方法

可重构密码协处理器是采用可重构体系结构的思想和方法设计而成的,用于对数据进行加/解密处理的集成电路芯片,它能够灵活、快速地实现多种不同的密码算法。文章提出了可重构密码协处理器的指令系统的设计方法,并评估了按照该方法所设计的指令系统的特性。     

自定义指令集处理器及其工具链设计

针对一种可重构通信基带处理平台提出自定义的处理器指令集,对该指令集进行了编译器的移植和汇编器、连接器的设计,为该平台中的处理器建立了一套开发工具链,并进行了一系列测试.测试结果表明,本文提出的处理器指令集完全能够满足系统要求,建立的工具链能够生成高效的可执行代码.     

Performance Advantage of Reconfigurable Cache Design on Multicore Processor Systems

With the trends of microprocessor design towards multicore, cache performance becomes more important because an off-chip access would be increasingly expensive due to the competition across the processor cores. A question arises: How to design the cache architecture to prevent a performance bottleneck caused by data accesses? This work studies a reconfigurable cache architecture that can be dynamically configured for meeting the individual demand of running applications. Using a self-developed cache simulator, we first examined how different cache organization and configuration influence the parallel execution of OpenMP applications. The experimental results show that applications benefit from a flexible cache with reconfigurability. This motivated us to go a step further and develop a hardware prototype of this novel architecture.     

基于RISC-V的卷积神经网络专用指令集处理器

针对x86和ARM商用架构CPU因专利、授权导致定制成本过高和灵活性不够的问题,面向物联网领域提出一种基于RISC-V开源指令集的卷积神经网络(CNN)专用指令集处理器.通过自定义拓展指令调用加速器对轻量化CNN中的卷积和池化操作进行加速,提高终端设备能效.在此过程中,配置CNN各层信息控制加速器进行分组运算,以适应不...     

采用动态译码缓存的高速指令集模拟器

指令集模拟器是计算机体系结构研究和SoC软硬件协同设计的重要工具，模拟器的性能和灵活性是影响设计和验证效率的重要因素。解释型指令集模拟器具有很好的灵活性，在操作系统等涉及到自修改代码的模拟中具有不可替代的作用。该文给出了一个高性能解释型指令集模拟器的设计，它具有很高的模拟精度和很好的灵活性；同时指令集模拟器采用了动态译码缓存等优化技术，使其具有很高的模拟性能。以ARM7指令集模拟器为实例，所提出的优化技术同样适用于其它现心RISC体系结构。     

MIPS64指令集模拟器的建模与实现方法

用软件编程的方法介绍一个与MIPS32/64指令集兼容的指令集模拟器的建模与实现过程。该方案用C++来描述处理器的硬件行为,通过在编译时选择不同的选项分别实现对MIPS32和MIPS64指令集构架的嵌入式处理器的模拟,实现除浮点数以外的所有指令的译码和执行。该方案的主要好处是代码可重用,指令扩展性能好,可以同时兼容MIPS32和MIPS64指令集的模拟。     

Java指令集结构的研究

1 引言 Java是一种编程语言,用其编写的程序具有安全、模块化和可移植等特点。当前Java在Internet有广泛应用,在网站主页的HTML代码中嵌入Java类文件,可以增强界面的动画效果,这种类文件称为小程序(Applet),它是Java源程序的可执行代码。当浏览器访问包含小程序的主页时,相应的类文件从服务器传送到在客户机上运行的Java虚拟机(JVM)上,由JVM生成相应的类对象,并执行相应的方法。Netscape浏览器中就包含这种JVM。