片上网络多核处理器的性能测试与并行编程研究

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1、淹鞫拶南京大学硕士学位论文片上网络多核处理器的性能测试与并行编程研究片上网络多核处理器的性能测试与并行编程研究(申请硕士学位)作者姓名：徐项沛专业：微电子学与固体电子学导师．U潘红兵副教授南京大学物理学院南京大学硕士学位论文片上网络多核处理器的性能测试与并行骊程饼冗二f煳嬲TestbenchandParallelProgrammingModelforNetworkOn·-ChipAdissertationsubmittedtothefacultyoftheDepartmentofPhysicsandthegraduateschoolofNanjingUnivers

2、ityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofEngineeringByXiangpeiXuMentor：AssociateProfessorHongbinPan(MicroelectronicsandSolid—stateElectronics)May2011露南京大学硕士学位论文片上网络多核处理器的性能测试与并行编程研究毕业论文题目：丛』圈鳖多丝丝墨墨丝丝丝型丛生羞塑叠壁盟塞丝塾至堂鱼固堡垫主茎专业』卫级硕士生姓名：盆亟泣指导教师(姓名、职称)．一逝塾塾撞摘要片上多核技术(NoC)作为

3、当代集成电路设计的战略性技术，是当前集成电路领域的研究热点。NoC的核心思想是将以计算机网络通信技术移植到芯片设计中来，从而代替传统的总线通信架构，NoC在可扩展性、可重用性、设计效率、带宽、同步策略等方面具有无可比拟的优势，成为解决片上通信问题最有潜力的方案之一。多核芯片是处理器技术升级的大方向，因此基于多核处理器的并行软件开发变得非常迫切。本文专注于片上网络多核处理器的性能测试和并行计算技术研究。研究内容包括NoC多核处理器测试软件开发，NoC并行编程模型以及NoC并行编程技术。首先，论文基于项目组自主设计的H3MP．16多核处理器，在Linux操作系统下设计

4、了一套用于测试该处理器性能的流媒体演示系统，该系统使用原始套接字进行数据包收发，实现了ffmpeg的在线传输、同步播放，实现了完全同步、无乱屏并能对丢包率进行统计，对播放速率、效果进行调节的流媒体演示系统，为多核处理器提供了一个良好的测试和演示平台。其次，本文在广泛调研的基础上，对主要的并行编程模型、并行编程语言和并行编译器进行了全面的总结，并在此基础上，分别基于OpenMP编程模型和GPU并行计算，在多核处理器上实现了FFT算法的并行执行，并达到了较高的并行化效率，同时也对并行化效率和并行线程的数目、FFT算法的复杂程度之间的关系进行了研究。另一方面，本文也对如

5、何实现更高的加速比进行了进一步的分析，提出了MPI／OpenMP混合并行编程模型的实验设想，以充分发挥NoC的层次化存储体系优势，同时也探讨了基于GPU的CUDA编程优化措施。圃南京大学硕士学位论文片上网络多核处理器的性能测试与并行编程研究目前，NoC的软件设计还停留在初期阶段，本文的工作面向NoC软件开发，致力于探索和解决NoC软件开发过程中可能遇到的问题，为设计基于NoC的软件积累了经验。关键词：片上网络，多核系统，软件并行化，并行编程模型，流媒体演示系统。TT南京大学硕士学位论文片上网络多核处理器的性能测试与并行编程研究THESIS：Testbenchand

6、ParallelProgrammingModelforNetworkOn—ChipSPECIALIZATl0N：POSTGRADUATE：^僵ENTOR：MicroelectronicsandSolid．stateElectronicsXiangpeiXuAssociateProfessorHongbinPanABSTRACTNetworkonChipfNoC)technologyisastrategictechnologyandaresearchfocusinthefieldofintegratedcircuitdesignnowadays．Thecoreide

7、aofNoCismigratingcomputernetworkcommunicationtechnologytochipdesigninordertoreplacethetraditionalbuscommunicationarchitecture．NoChasextremeadvantagesinscalability，reusability，designefficiency，bandwidth，synchronizationstrategies，whichhavemadeitoneofthemostpromisingsolutionstothecommuni

8、catio