硬件多线程处理器的便签存储器分配策略的设计与实现

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1、巧校代帖泉１＾１分类号：一＾密级；公开？一＾‘ＵＤＣ：６２１３８？＼．－！＇学号＾仁．：３２９＇吗之ＩＩＩ兰＇＊＇＊一＾心．一、．．。１一■—＊＊《Ｉ＂？＊口？…Ｉ，—＾—１＞ｖ三，…ＵＮ呵巧雨，，棄；！；＇亂索兩哭嗦１硕±学位论文硬件多线程处理器的便签存储器分配策略的设计与实现研究生姓名：桂小冬导师姓名：凌明申请学位类别工学硕±学位授予单位东南大学一２０级学科名称电子科学与技术论文答辩日期１６年６月１８日二级学科名称微电子学与固休

2、电子学学位授予日期２０年月日答辩委员会主席蔡巧明评阅人装跃明吴建巧２０１６年６月１８曰乘兩未嗦硕±学位论文硬件多线程处理器的便签存储器分配策略的设计与实现专业名務：微电子学与固体电子学研究生姓名：桂小冬导师姓名：凌明ＤＥＳＩＧＮＡＮＤＩＭＰＬＥＭＥＮＴＯＦＳＣＲＡＴＣＨＰＡＤＭＥＭＯＲＹＡＬＬＯＣＡＴＩＯＮＳＴＲＡＴＥＧＹＦＯＲＭＵＬＴＩＴＨＲＥＡＤＰＲＯＣＥＳＳＯＲＡＴｈ的ｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅ

3、ｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＳｃｉｅｎｃｅＢＹＸｉａｏｄｏｎＧｕｉｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆｅｓｓｏｒＭｉｎＬｉｎｇｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎｅ２０１６独创社术明东南大学学位论文独倒性巧明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Ｗ

4、标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得东南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧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。＾￣研巧生篇名＜）＾日期：三：竺东巧大学学位论文使用授权＾明东南大学、中国科学技术信息研巧所、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Ｗ采用影印缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内一容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被査阅和借阅，可Ｗ公布（

5、包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研巧生院办理。：Ｗ研究生签名：导师签期心／＾摘要一外围设备的管理是嵌入式微处理器的主要工作负荷之，而髙效管理多路外围设备是体现系统实时性能的标志。硬件多线程处理器支持多中断任务并发执行，中断延迟固。定。同时，便签存储器访存效率窩且访存延迟确定硬件多线程处理器和便签存储器非常适合构建高实时系统。但是现有的便签存储器分配策略大多不适用于硬件多线程处理器，无法发挥硬件多线程处理器的髙实时性优势。一本文Ｗ缩短程序最差情况执行时间为目

6、标，设计了种硬件多线程处理器的指令和数据ＳＰＭ分配策略。在硬件多线程处理器中，当多个硬件线程同时执斤时，线程将相互竞争执行资源，单个线程的指令流水被不停打断。针对这种线程间干扰问题，本文提一出了种多线程指令流静态分析算法，能够求解单个指令节点的执行时间，并据此设计一了种迭代式指令节点ＳＰＭ分配策略。本文按照数据节点访间属性不同将数据节点分为私有数据节点和共享数据节点，并采用整数线性规划算法分别设计了私有数据节点和一共享数据节点的ＳＰＭ分配策略。与此同时，本文基于硬件多线程处理器设计了种Ｗ一ＳＰＭ独享ＵＳＢ

7、接口为标准的外围设各管理系统，，外围设备管理系统采用了种指令。数据ＳＰＭ虚掛共享的分区结构最后本文根据ＳＰＭ分配方案，优化了外围设备管理系统的程序和数据结构设计。ＦＰＧＡ两种验证方法。实验结果显示本文采用了软件模巧和，在沈Ｍ资源按比例増长时。当只有５０％的ＳＰＭ资源可用时，，外围设备管理系统的执行时间会显著缩减。外围设各管理系统的执行时间缩短了２０．３％相比于在多核处理器ＳＰＭ分配策略中运用广泛的Ｋｉｍ算法，系统的执行时间缩减量提髙了两倍。关巧词，实时性＊巧件多线程处通器，便签存伯战，外围设备管理Ｉ

8、ＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｄｅｖｉｃｅｓｉｓｔｈｅｍａｉｎｂｕｒｔｈｅｎｏｆｅｍｂｅｄｄｅｄｍｉｃｒｏｒｏｃｅｓｓｏｒｌｔ－ｈｒｅａｄｒ