二維陣列型可重構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)空間搜索方法研究.pdf

1、可重構(gòu)計(jì)算作為一種新的高性能計(jì)算解決方案，它具有較高的性能和靈活性，是通用處理器和ASIC的折衷。由于具有較高的靈活性，可重構(gòu)計(jì)算的設(shè)計(jì)空間巨大，為某個特定的應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)一個優(yōu)化的可重構(gòu)計(jì)算體系是一項(xiàng)十分復(fù)雜的任務(wù)。在可重構(gòu)計(jì)算體系設(shè)計(jì)初期，搜索可重構(gòu)計(jì)算體系的設(shè)計(jì)空間，選擇一個優(yōu)化的可重構(gòu)計(jì)算體系是一項(xiàng)十分重要的研究工作。本文研究了二維陣列型可重構(gòu)計(jì)算的設(shè)計(jì)空間搜索方法。 為了使設(shè)計(jì)空間搜索方法不依賴于任何具體的可重構(gòu)計(jì)算體系

2、，本文定義了描述可重構(gòu)計(jì)算體系的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，并提出了可重構(gòu)計(jì)算體系的層次型參數(shù)模型。層次型參數(shù)模型既能反映可重構(gòu)計(jì)算體系的結(jié)構(gòu)特征，又能反映可重構(gòu)計(jì)算體系的層次性。層次型參數(shù)模型具有良好的靈活性，能夠描述不同類型的二維陣列型可重構(gòu)計(jì)算體系。由于在高層次對可重構(gòu)計(jì)算體系的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象，層次型參數(shù)模型能夠提高可重構(gòu)計(jì)算體系的設(shè)計(jì)空間搜索速度。 在可重構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)空間搜索過程中，應(yīng)用領(lǐng)域中的每個算法對可重構(gòu)計(jì)算體系的互連資源提

3、出了不同的需求。論文研究了可重構(gòu)計(jì)算體系的互連資源估計(jì)問題。在建立應(yīng)用算法網(wǎng)表布線隨機(jī)模型的基礎(chǔ)上，提出了基于隨機(jī)模型的可重構(gòu)計(jì)算體系的互連資源估計(jì)方法，從而能夠估計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域中的各個算法在可重構(gòu)計(jì)算體系上實(shí)現(xiàn)時所需要的各種互連資源的數(shù)目，確定了可重構(gòu)計(jì)算體系的互連資源。 可重構(gòu)功能處理單元陣列是可重構(gòu)計(jì)算體系的核心部件。論文研究了可重構(gòu)功能處理單元陣列的設(shè)計(jì)空間，推導(dǎo)了可重構(gòu)功能處理單元陣列的面積、性能和功耗的估計(jì)公式。通過分析

4、應(yīng)用算法的變換方法、應(yīng)用算法在可重構(gòu)計(jì)算體系上的執(zhí)行模型以及性能估計(jì)方法，給出了性能約束的可重構(gòu)功能處理單元陣列設(shè)計(jì)空間搜索方法，從而使可重構(gòu)計(jì)算體系的設(shè)計(jì)空間搜索方法能夠跨越靜態(tài)可重構(gòu)計(jì)算體系和動態(tài)可重構(gòu)計(jì)算體系，并能夠在滿足應(yīng)用算法性能約束的前提下，為應(yīng)用領(lǐng)域中的算法搜索一個最優(yōu)的可重構(gòu)功能處理單元陣列。 存儲器結(jié)構(gòu)是可重構(gòu)計(jì)算體系的重要組成部分，其影響應(yīng)用算法在可重構(gòu)計(jì)算體系上的執(zhí)行時間。論文討論了存儲器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)空間搜索