資源描述:
《面向多核架構(gòu)的浮點協(xié)處理器設計技術研究.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、面向多核架構(gòu)的浮點協(xié)處理器設計技術研究Researchonfloating—pointcoprocessorbased—onMultiprocessorsarchitecture2011年3月合肥工業(yè)大學木論文經(jīng)答辯委員會全體委員審查,確認符合合肥工業(yè)大學煩七學位論文質(zhì)量要求。答辯委員會簽名:(工作單位、職稱)主席:李東生解放軍電子工程學院教授委員:杜少武令肥工業(yè)大學70q肥工業(yè)大學)’’焉婦匆√I教授副教授導師:高明倫合肥工業(yè)大學教授獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知,
2、除了文中特別加以標志和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得合肥工業(yè)大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學位論文作者簽字:態(tài)確掀簽字日期:沙11年午月q日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解合肥工業(yè)大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定,有權保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和磁盤,允許論文被查閱或借閱。本人授權合11尸,-r業(yè)大學可以將學位論文的全部或部分論文內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用
3、影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。(保密的學位論文在解密后適用本授權書)學位論文者簽名:虐砌科∑導師簽名:簽字日期:衛(wèi)I\年年月q日學位論文作者畢業(yè)后去向:工作單位:通訊地址:簽字日期:四1年年月1日電話:郵編:面向多核架構(gòu)的浮點協(xié)處理器設計技術研究摘要相對單處理器系統(tǒng)而言,多核系統(tǒng)芯片具有低功耗、高并行度等優(yōu)勢,從而保證了芯片性能的持續(xù)增長。但是隨著系統(tǒng)設計規(guī)模持續(xù)增長,仿真驗證會出現(xiàn)效率低和精度小等問題,需要效率更高、精度更好的建模方式;此外,現(xiàn)有的多核SoC中使用的通用處理器大都在軟件控制方面有優(yōu)勢,對一些實時
4、性、高密度計算類應用而言,存在一定局限性。因此,本文在已有多核體系結(jié)構(gòu)的基礎上,研究基于C語言的系統(tǒng)級設計方法及高性能浮點協(xié)處理器設計技術,研究面向多核架構(gòu)的浮點協(xié)處理器軟硬件協(xié)同驗證方法。本文的主要工作與貢獻如下:l、為了加快驗證的效率和提高仿真精度,實現(xiàn)結(jié)果比較和驗證,本文建立了基于C語言的浮點協(xié)處理器存儲精確型模型,并完成浮點協(xié)處理器系統(tǒng)級仿真測試。實驗結(jié)果表明系統(tǒng)級仿真模型提高了約九百倍的仿真速度,仿真結(jié)果可以精確到六位有效數(shù)字。2、使用“ARM處理器+協(xié)處理器"的運算結(jié)構(gòu),完成一款高性能浮點協(xié)處理器及其指令集設計:針對
5、高精度浮點運算需要,完成定制功能浮點指令的指令集設計,給出具有通用性功能的浮點指令;設置批處理運算模式以加速向量類運算,該模式針對同種類型運算的全流水操作,大大提高了運算效率。實驗結(jié)果表明浮點協(xié)處理器在FPGA平臺上最大工作頻率為200Mhz,計算結(jié)果可以五位有效數(shù)字。3、提出一種便于多核并行化軟件編程的單指令多數(shù)據(jù)流協(xié)處理器運算單元結(jié)構(gòu),可并行處理復數(shù)的實部和虛部;可實現(xiàn)DMA數(shù)據(jù)搬運、浮點數(shù)據(jù)運算與定點數(shù)據(jù)運算并發(fā)執(zhí)行。實驗結(jié)果表明多核系統(tǒng)的加速比為3.35。關鍵詞:多核系統(tǒng)芯片;浮點協(xié)處理器;片上網(wǎng)絡;系統(tǒng)級模型;軟硬件協(xié)
6、同Researchonfloating—pointcoprocessorbased-onMultiprocessorsarchitectureABSTRACTMultiprocessor-System—On-Chip(MPSoC)hashugeadvantageinimprovingthesystemparallelismagainstthesingle‘processorsystem·However.a(chǎn)sthescaleofmulti.coredesignincreases,ithassomebottleneckproblem
7、ssuchastheverificationefficiencyandprecision·Inaddition,generalprocessorsareexpertincomplicatedcontrolandhavelimitationsinhighercomputingapplicationsinmulti·coresystems·ThispaperfocusesonthesvsternmodelingtechnologyofMPSoCandthedesignofahighperformancefloating—pointc
8、oprocessor·Themaincontributionisasfollows:Firstly,amemoryaccuratesystem.1evelmodelbasedonClanguageisdesignedtoacceleratetheverifica