嵌入式系統(tǒng)可重定向功耗優(yōu)化編譯器研究.pdf

1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文嵌入式系統(tǒng)可重定向功耗優(yōu)化編譯器研究姓名：陸嵐申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：計(jì)算機(jī)軟件指導(dǎo)教師：龔育昌20040501摘要各模塊主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、工作流程以及處理器模型，同時(shí)介紹了XPADL語義及相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。XP—compiler依據(jù)Tiwari提出的指令級(jí)功耗模型，將指令的功耗分為單指令基本功耗和前后指令相干功耗，將功耗數(shù)據(jù)加入XPADL的指令集描述中，并利用XP—ADL驅(qū)動(dòng)了基于功耗的調(diào)度完全圖啟發(fā)式搜索算法。文

2、中詳細(xì)說明了該算法的搜索步驟給出了算法描述。論文最后利用simplepower模擬器對(duì)xPcompiler輸出的DLX匯編指令進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了本文所提出的階段耦合代碼生成框架和功耗優(yōu)化搜索算法的正確性和有效性。同時(shí)利用XPcompiler輸出的VCore匯編指令驗(yàn)證了xPcompiler的重定向和代碼優(yōu)化能力。本論文所做的新貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1提出了一種針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的可進(jìn)行低功耗優(yōu)化的可重定向代碼生成框架，該框架可支持RI

3、SC和VLlw等多種體系結(jié)構(gòu)的代碼生成，具有高度靈活的特點(diǎn)，完全不依賴于目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)。該框架集成了代碼生成的三階段，消除了三階段之間的相互影響，從而可以選定最優(yōu)的指令及調(diào)度方案。目前尚未發(fā)現(xiàn)有具有上述功能的同類代碼生成技術(shù)。2在所提出的代碼生成框架基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了針對(duì)單發(fā)射和多發(fā)射體系結(jié)構(gòu)的調(diào)度完全圖啟發(fā)式搜索算法。該啟發(fā)式搜索算法有別于傳統(tǒng)的調(diào)度算法，可同時(shí)完成目標(biāo)操作符選擇、寄存器分配和調(diào)度時(shí)間確定，生成全局最優(yōu)的目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)匯編代碼

4、，具有創(chuàng)新特色。3提出了以指令級(jí)功耗模型驅(qū)動(dòng)編譯器后端代碼生成和優(yōu)化的方法，針對(duì)單發(fā)射和多發(fā)射體系結(jié)構(gòu)，分別設(shè)計(jì)了根據(jù)指令級(jí)功耗數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度完全圖搜索的算法。目前尚未見有這種將指令級(jí)功耗模型引入ADL描述，可同時(shí)進(jìn)行針對(duì)性能和功耗優(yōu)化的編譯器后端研究成果。4，提出了單獨(dú)針對(duì)代碼選擇的三種算法，分別解決數(shù)據(jù)流圖上的高效代碼選擇搜索、數(shù)據(jù)流圖上的模板重疊問題、以及數(shù)據(jù)流圖上的復(fù)雜指令選擇。其中復(fù)雜指令選擇算法是支持編譯器后端對(duì)DSP體系結(jié)構(gòu)