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文檔簡介
1、嵌入式系統(tǒng)處理器通常采用特定的指令集,其體系架構不具有通用性,因此,嵌入式系統(tǒng)的編譯器開發(fā)無法滿足不同嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)需求,即使是通過移植方法來開發(fā)相應的嵌入式系統(tǒng)的編譯器,也面臨著可重定向方案設計等難題。針對嵌入式編譯器的重定向難題,嵌入式系統(tǒng)對開發(fā)效率及高質量目標代碼等多方面的需求,本論文就專用指令集嵌入式處理器(ASIPs)的編譯器重定向、基于Cache的編譯器優(yōu)化及嵌入式多核靜態(tài)調度等方面的理論和實踐進行研究。
在
2、對編譯器的原理及理論基礎進行介紹后,本論文首先針對ASIPs特點分析研究編譯器可重定向及移植問題;接著給出能夠實現(xiàn)編譯器靜態(tài)預測的方法,提高Cache復用率,解決“存儲墻”瓶頸問題;最后針對嵌入式多核編譯靜態(tài)調度的負載不均衡問題,提出有效的靜態(tài)調度方案。本論文的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在:
(1)提出針對ASIPs的重定向編譯器的擴展方法。針對一款具有不規(guī)則架構且硬件資源有限的嵌入式8位微處理器及其擴展的標準ANSI C編程語言,以GC
3、C編譯器為基礎,進行編譯器前端的標識符擴展與語法樹屬性合并,和編譯器后端目標描述文件(MD)與處理器硬件資源的差異性定義,設計出一套可重定向的編譯器。
(2)提出基于Markov模型的節(jié)點頻率預測方法。通過程序控制流圖(CFG)構建的Markov模型,分析程序的特性,結合傳統(tǒng)編譯器靜態(tài)啟發(fā)式分支預測和基于Markov程序參數(shù)可調的預測方法,通過編譯器靜態(tài)的混合預測,更加精確的預測分支概率,計算程序節(jié)點頻率(NF),以提高嵌入式
4、Cache的利用率。
(3)提出一種基于評估函數(shù)的OpenMP靜態(tài)編譯調度方案。通過對多核調度、任務劃分和負載均衡等問題的描述,基于對并行循環(huán)的劃分定義及負載函數(shù)的映射模型,提出一種基于靜態(tài)評估函數(shù)的調度方法,以解決編譯器靜態(tài)調度的負載不均衡問題,提高嵌入式程序的并行效率。
最后,實踐開發(fā)了一套針對專用指令集系列商用SoCs的C語言HCC編譯器,并集成相應編譯器到本地集成開發(fā)環(huán)境(IDE)及實驗室的WEB-EDA平臺
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