動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)及其循環(huán)計算的位寬管理方法研究.pdf

1、近年來，隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計及其應(yīng)用映射問題逐漸成為國際上計算系統(tǒng)研究中的一個新熱點?？芍貥?gòu)計算是一種介于微處理器計算和ASIC計算之間的新的計算模式，其既具有軟件系統(tǒng)的靈活性，又具有硬件系統(tǒng)的高性能。采用動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)，可實現(xiàn)提高系統(tǒng)性能，減少應(yīng)用所需芯片資源和功耗的目的。本文著重研究了動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計方法及其循環(huán)計算的動態(tài)位寬管理方法。 在動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)研究方面，本文首先討論了動態(tài)可重構(gòu)計算的概

2、念和特點，以及FPGA用以實現(xiàn)動態(tài)可重構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征。其次，討論了在Xilinx的Virtex系列FPGA上利用JBits開發(fā)動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計方法，包括系統(tǒng)的設(shè)計平臺、編程模型和詳細的設(shè)計流程。最后，通過構(gòu)建一個實現(xiàn)累加乘循環(huán)計算的動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)，以驗證基于JBits的動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計方法及其優(yōu)越性。 在動態(tài)可重構(gòu)環(huán)境中循環(huán)計算的位寬管理方面，本文討論了循環(huán)計算位寬變化的理論分析方法，改進了位寬變化的運行時分析方法，提出并實

3、現(xiàn)了基于遺傳算法的動態(tài)位寬管理調(diào)度算法。本文組合了這些部分構(gòu)建了1個循環(huán)計算的動態(tài)位寬管理框架，以實現(xiàn)對上面設(shè)計的累加乘循環(huán)計算的動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)的位寬優(yōu)化。 本文對上述研究進行了實驗驗證和結(jié)果分析。實驗結(jié)果表明，動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)在解決數(shù)據(jù)密集型計算方面有其特有的優(yōu)勢，而基于JBits的動態(tài)可重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計方法可降低系統(tǒng)開發(fā)的復(fù)雜性，加速系統(tǒng)的開發(fā)。而本文提出的循環(huán)計算動態(tài)位寬管理框架，尤其是基于遺傳算法的動態(tài)位寬管理方法，減少了所消