多处理部件并行优化方法研究-论文.pdf

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1、第40卷第9期计算机工程2014年9月Vo1．40NO．9ComputerEngineeringSeptember2014·开发研究与工程应用·文章编号：1000-3428(2014)09-0305-07文献标识码：A中图分类号：TP316多处理部件并行优化方法研究李钊，郑红(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191)摘要：针对多处理单元(PE)并行优化中运行时间和资源消耗随PE数量变化而增加的问题，分析多PE并行中运行时间和资源消耗随PE数量的变化规律，建立基于运行时间和资源消耗的优化目标函数，并从理论上证明优化目标函数最小值的存在性和唯一性，提出基于运行时间与资源消耗

2、的多PE并行优化方法。该优化方法可在最小资源消耗的情况下实现运行时间的最优化。利用灰度共生矩阵和单精度浮点矩阵乘法的多PE优化方法进行验证。实验结果表明，多PE并行的优化方法实现了运行时间和资源消耗的优化，在运行时间上该方法比已有方法最高快6．79倍，在运行时间和资源消耗的综合对比上该方法最高为已有方法的3．3倍，能够实现基于运行时间和资源消耗的优化。关键词：多处理单元并行；优化方法；运行时间；资源消耗；灰度共生矩阵；单精度浮点矩阵乘法ResearchonOptimizationMethodofMultipleProcessingElementParallelizati0nLIZhao，Z

3、HENGHong(SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China)【Abstract】ThechangingofruntimeandresourceconsumptionwiththenumberoftheProcessingElement(PE)iscontrary．TherulesofruntimeandresourceconsumptionwiththenumberofPEareanalyzed．Andthevariationtrendforresource

4、consumptionandruntimewiththenumberofPEisgot．Theoptimizationobjectivefunctionbasedonruntimeandresourceconsumptionisestablished．Theexistenceanduniquenessoftheminimumforoptimizationobjectivefunctionareproved．Themulti·PEoptimizationmethodbasedonruntimeandresourceconsumptionisproposed．Thismethodcanreal

5、izetheruntimeoptimizationwiththeleastresourceconsumption．Inordertovalidatethemethod，theoptimaldesignofthecalculationofthegraylevelCO-occurrencematrixandsinglefloatmatrixmultiplicationareproposed．ExperimentalresultsindicatethattheruntimeofgraylevelCO—occurrencematrixisatmost6．79timesthantheoldmetho

6、d．Theintegratedresultaboutruntimeandareaconsumptionis3．3timesthantheoldmethod．Theoptimizationofruntimeandareaconsumptionisimplemented．【Keywords】multipleProcessingElement(PE)inparallel；optimizationmethod；runtime；areaconsumption；graylevelCO-occurencematrix；singlefloatmatrixmultiplicationDOI：10．3969／

7、j．issn．1000—3428．2014．09．061根据待处理算法的不同设计不同的PE，以实现特定1概述的功能，PE与PE之间可以并行执行，以提高算法实多处理单元(ProcessingElement，PE)是一个能时性。目前，设计多个PE并行的计算结构实现算法实现特定功能的处理单元，在不同的硬件平台上PE的并行计算，在信号处理和图像处理等领域得到广具有不同的表现形式，例如在通用并行硬件平台上泛应用。一个PE可以是一台