asip处理器中定制指令映射技术研究

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1、学校代号：10532学密号：S11101057级：普通湖南大学硕士学位论文ASIP处理器中定制指令映射技术研究JIlllllIIIrlllHilllllllIIJY2606422ResearchontheCustomInstructionMappingofApplicationSpecificInstructionSetProcessorsbyLUOYongpingB．E．(HunanCityUniVersity)201AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofM

2、asterofEngineering1nInformationandCommunicationEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorWUQiangMay，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由

3、本人承担。作者躲马畸日期：汐＼’年b月8日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书。2．不保密团。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签名：罗赤乒飘A期：叫V年6月暑日日期：劢f年年b月彦日ASIP处理器中定制指令映射技术研究摘要专用指令集处理器(Appli

4、cationSpecificInstructionSetProcessor，ASIP)的设计在获得较高性能的同时还具备一定的灵活性，这给嵌入式系统设计提供了一种新的可行方法。定制指令作为ASIP设计中的关键技术直接影响着整个系统的性能。其中一项重要的工作是进行定制指令映射，即在目标应用程序中识别出与定制指令相匹配的部分以及为ASIP处理器选择最优的匹配子图集合实现指令覆盖。然而，随着目标应用变得越来越复杂，匹配过程将耗费大量时间，使得ASIP处理器中映射效率降低。此外，传统定制指令映射方法没有考虑匹配子图之间的重叠和映射安全性问题，导致ASIP处理器的加速

5、性能受到限制且计算结果也不可靠。针对这些问题，本文主要完成了以下工作：提出了一种基于控制数据流程图(ControlDataFlowGraph，CDFG)和定制指令结构特征的有效匹配算法。该算法引入CDFG来保证匹配子图符合程序的执行逻辑，通过对CDFG中的基本块进行划分和依据结点的输入输出个数对定制指令进行分类以减少匹配搜索空间。实验结果表明，相比传统方法，该算法具有较短的匹配时间。提出了基于最大带权独立集模型的定制指令覆盖方法。该方法建立了安全检查机制确保匹配子图能真正地在ASIP处理器上运行，有效地降低了映射混乱现象，且在面积设计约束下充分利用重叠的子

6、图来提高ASIP处理器的计算能力。实验结果验证了安全性检查的必要性，与不允许重叠子图存在的直接覆盖方法相比，最大带权独立集模型能获得更好的加速性能。完成了定制指令映射的整个设计流程。该流程实现了以应用的C／C++源程序和定制指令为输入，使得加到ASIP处理器中的匹配子图集合是性能最优的，且保证了该子图集合在代码生成阶段的安全性。关键词：定制指令；指令映射；子图匹配；ASIP处理器硕士学位论文AbstractIntheworkflowofembeddedsystems，thedesignofapplicationspecificinstructionsetp

7、rocessor(ASIP)providesanavailablesolutiontoobtainhighperformancewithoutlosingflexibility．Inthisdesign，acriticaltechnologyiscustominstruction，whichcandirectlyaffecttheperformanceofwholesystem．Onemajorworkiscustominstructionmapping．Itisresponsibleforidentifyingtheportionsoftargetapp

8、licationprogramwhichmatchwithcust