基于動(dòng)態(tài)指令集的自適應(yīng)處理器指令集優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著消費(fèi)類電子中數(shù)字化娛樂產(chǎn)品的普及，特別是帶有視頻，音頻的數(shù)字娛樂產(chǎn)品應(yīng)用進(jìn)入人們的日常生活，使得對(duì)于帶寬和計(jì)算性能的需求不斷增長。傳統(tǒng)的基于靜態(tài)指令集設(shè)計(jì)的處理器已經(jīng)無法夠滿足這些應(yīng)用的需求。
　　 專用指令集處理器(ASIP)是針對(duì)特殊應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種處理器，是介于集成電路ASIC和通用處理器GPP之間的一種折衷。既有著GPP編程靈活的優(yōu)點(diǎn)，又有ASIC功耗低，執(zhí)行效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此越來越受到學(xué)術(shù)界的關(guān)注并在工業(yè)界被廣泛的

2、使用。但是在應(yīng)用的過程中，ASIP也表現(xiàn)出設(shè)計(jì)難度大，難以快速實(shí)現(xiàn)工具鏈和驗(yàn)證的問題。針對(duì)這些問題，基于動(dòng)態(tài)指令集ASIP處理器的解決方案(Application Specific Adaptive Processor，ASAP)被提出。
　　 ASAP將ASIP技術(shù)與可重構(gòu)技術(shù)結(jié)合到一起，讓處理器能夠動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展自定義指令以適應(yīng)變化的應(yīng)用需求；同時(shí)保證底層硬件的重構(gòu)對(duì)上層軟件透明，使自定義指令能夠動(dòng)態(tài)的映射而不改變對(duì)應(yīng)用程序的接

3、口，以重用原有工具鏈，從而減少開發(fā)者負(fù)擔(dān)并縮短研發(fā)周期。ASAP的架構(gòu)主要分為三各部分：高效動(dòng)態(tài)剖析器、指令集優(yōu)化方案和動(dòng)態(tài)重構(gòu)和映射。本文的工作就是對(duì)指令集優(yōu)化方案中關(guān)鍵技術(shù)的研究，主要研究工作和特色如下：
　　 (1)首先闡述了ASAP的框架結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)描述了指令集優(yōu)化的方案中的工具、環(huán)境以及方法。
　　 (2)深入研究了候選自定義指令的生成，用迭代遍歷算法改進(jìn)了遞歸遍歷搜索生成算法。
　　 (3)針對(duì)目前貪