面向通信應用的可重構系統(tǒng)的外存訪問接口設計.pdf

1、可重構計算技術已應用于眾多高性能計算領域，如多媒體處理、無線通信、氣象模擬、分子計算等，已成為未來高性能計算架構的重要發(fā)展方向。然而當可重構計算應用于媒體處理、無線通訊等高并行度、高性能要求的應用時，計算過程中包含了大量的數(shù)據(jù)讀寫，數(shù)據(jù)訪存延時已成為計算性能提升的瓶頸。因此降低數(shù)據(jù)訪存延時，提高系統(tǒng)性能的優(yōu)化設計尤為重要。本文設計了一款外存訪問接口模塊，能夠有效降低數(shù)據(jù)訪存延時，提高系統(tǒng)性能。
　　本文針對通信應用大量數(shù)據(jù)計算而引

2、起的數(shù)據(jù)訪存延時較大的問題，依次展開了以下工作:一、分析了無線通信接收端信號處理過程，分析其中核心算法的數(shù)據(jù)訪存特征，提取了三種數(shù)據(jù)訪存規(guī)律;二、根據(jù)數(shù)據(jù)訪存特征設計了高速訪存協(xié)議，支持四種數(shù)據(jù)傳輸模式，能夠有效降低數(shù)據(jù)傳輸延時;三、根據(jù)算法運行結果對數(shù)據(jù)緩存模塊進行優(yōu)化設計，確保系統(tǒng)整體性能;四、根據(jù)三種數(shù)據(jù)訪問特性設計了基于數(shù)據(jù)關聯(lián)的動態(tài)觸發(fā)的多模式預取機制，并且從觸發(fā)機制、預取模式、信息存儲等方面進行了優(yōu)化設計，有效降低了數(shù)據(jù)緩存

3、缺失率，通過動態(tài)配置高速訪存協(xié)議的傳輸模式，有效提高了系統(tǒng)性能。
　　本文完成了預取模塊、數(shù)據(jù)緩存以及高速訪存協(xié)議的寄存器傳輸級功能驗證和外存訪問接口的可重構系統(tǒng)功能驗證，并且在芯片板上完成了外存訪問接口的性能驗證。實驗結果表明，在數(shù)據(jù)緩存采用8路組相連、數(shù)據(jù)塊為64Byte、總容量為128KByte的情況下，本文設計預取機制對系統(tǒng)性能提升為8.11％。在相同的可重構系統(tǒng)環(huán)境中，相對于傳統(tǒng)設計，本文設計的外存訪問接口平均性能提升為