可重构处理器中基于动态调度的数据传输隐藏的设计与评估

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1、隶。轫大·璺硕士学位论文万方数据可重构处理器中基于动态调度的数据传输隐藏的设计与评估万方数据DesignandEvaluationofDynamic--Scheduling-·BasedDatatransferHidinginReconfigurableProcessorAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZhangJixinSupervisedbyProfessorYANGJunSchoolofElectronicScienceandEngineeringSou

2、theastUniversityJuly2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：二毽埠日期：』望筮恤东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电

3、子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：师签名：万方数据摘要可重构处理器兼备高效性与灵活性，适合用于处理对性能、功耗和面积同时有着高要求的图像视频处理应用。图像视频处理应用需要处理大量数据，这使得片内外的数据传输消耗了大量的时间，成为系统性能的瓶颈。为此，人们设计了将“数据传输过程”隐藏到“计算过程”背后的方法，来减少数据传输时间开销。但以往基于静态调度的设计无法有效处理有迭代间依赖循环，并且要求

4、应用开发人员进行任务的并行调度与编程，造成了应用开发的负担。本文以图像视频处理为目标应用，在可重构处理器中设计了基于动态调度的数据传输隐藏。本文针对应用的数据特征，设计了基于双缓冲存储器的硬件架构，以数据分块处理的方式来处理应用；在数据分块处理过程中设计了依赖数据的复制操作，实现了有迭代间依赖循环的有效处理：设计数据传输隐藏的动态调度实现方法，通过将分块处理任务的硬件分配与交叠执行交由硬件调度器实现来简化编程模型，从而简化了应用开发过程。本文还使用SystemC语言对数据传输隐藏的设计进行了建模与评估。仿真结果表明，本文的数据传输隐藏设计能使可重构处理器的数据传输时间开销平均减小27．

5、36％。与以往基于静态调度方法的设计ADRES和MA—CGRA相比，本文的动态调度方法提供了与之相当的数据传输隐藏性能，并且有效实现了有迭代间依赖循环的处理、简化了应用开发过程，更适合用于在可重构处理器中实现数据传输隐藏。关键词：数据传输隐藏，可重构处理器，双缓冲存储器，动态调度，SystemC万方数据AbstractAbstractWithhighefficiencyandflexibility,reconfigurableprocessorissuitableforimplementingimageandvideoprocessingapplicationswhichhavehig

6、hdemandsonperformance，powerconsumptionandarea．Thiskindofapplicationsneedstoprocessalargeamountofdata，sodatatransferbetweenOff—chipandoff-chipmemoryconsumesplentyoftime，andthusbecomesthebottleneckofperformance．Todealwiththisproblem，datatransferishiddenbehindcomputationtocutdowndatatransferoverhea

7、d．However,traditionalstatic·scheduling—baseddesigncan’tprocessloopswithinter-iterationdependencyefficiently．Inaddition，itrequiresapplicationdeveloperstodoparallelschedulingandprogrammingoncomputingtasks，whichleadstoadditiona